本发明提供了一种贵金属‑过渡金属纳米催化剂薄膜及其制备方法和应用，属于能源开发和污染物减排领域。基于微纳加工技术在内螺纹结构半圆柱体管道上负载贵金属‑过渡金属纳米催化剂薄膜，产生的热量迅速积聚在催化剂的上表面，建立较大的温度梯度，利用氧化铝载体层的绝缘性和高粗糙性以及管道的内螺纹结构，最大化催化剂的负载面积，增强了贵金属原子的分散性，过渡金属‑过渡金属氧化物薄膜对贵金属纳米催化剂起到类核壳包裹的保护作用，且过渡金属氧化物防止因氧气占据过多的金属活性位点而导致催化剂失活；同时，瓦斯气流在管道内产生轴向环流，从而降低上下壁面温差，有利于管内均匀传热，能实现极低浓度瓦斯的催化燃烧。