本发明属于化学催化技术领域，尤其涉及一种整体式双功能催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的整体式双功能催化剂由金属氧化物墨水和分子筛墨水经3D打印后，再经干燥和烧结制成；所述整体式双功能催化剂中的金属氧化物和分子筛按照预设的3D打印几何结构有序排列。本发明利用3D打印技术，使金属氧化物和分子筛有序排列成具有一定几何结构的催化剂，优化了催化剂的传质传热性能，提高了其在二氧化碳催化转化过程中对目标产物的选择性，具有较高的经济价值和环境效益。