原子级分散贵金属三效催化剂及其制备方法，催化剂包含活性贵金属及其担载材料、催化助剂，活性贵金属为铂、钯和/或铑，活性贵金属呈原子级分散于担载材料或催化助剂表面，铂、钯、铑的质量百分含量分别为0.1％～1.5％、0.1％～2.5％、0.02％～0.8％；担载材料为改性氧化铝，其氧化铝的质量百分含量为25.2％～95％；催化助剂包括钡化合物、氧化锆和/或稀土氧化物，其质量百分含量为0.2％～70％。制备方法包括前驱体添加过程中浆料的pH值在1.0～9.5以及催化剂在氧化性气流中进行热处理等步骤。本发明具有绿色环保、成本低、易实施生产等优点，催化剂可用于汽油车、燃气车、混合动力车的尾气排放净化处理，对贵金属高效利用具有重要意义。