本发明涉及表面改性技术领域，具体提供了一种碳/二硫化钼复合润滑剂及其制备方法与应用，包括以下步骤：称取一定比例的葡萄糖、硫脲和钼酸钠粉末溶于水中，制得溶液；将磨抛超声后的氧化物陶瓷涂层置于的溶液中，进行真空浸渍处理；将陶瓷涂层与溶液一起置于反应釜中，在180～320℃保温6～48小时；即获得孔内含有碳/二硫化钼复合润滑剂的热喷涂陶瓷涂层。由该方法制备得到的热喷涂陶瓷涂层在有效提升涂层力学性能的基础上，赋予了涂层优异的摩擦学性能。该发明采用一步法合成双组份润滑剂，简单可靠、可操作性强，得到的复合涂层具有低摩擦因数、高抗磨损能力，并有效延长金属基材的服役寿命、节省能源。