本发明公开了一种金属极板表面防护涂层及其制备方法、应用、金属极板，涉及燃料电池制造技术领域。包括在金属极板表面依次涂覆的连接层和非晶碳层，非晶碳层包括多层交替设置的导电层和耐腐蚀层，导电层中碳原子的sp2杂化键含量≥70％；耐腐蚀层中碳原子的sp3杂化键含量≥70％。本发明提供的涂层中导电层碳原子的sp2杂化键含量高，涂层导电性好；耐腐蚀层中碳原子的sp3杂化键含量高，抗腐蚀性能强。通过设置多层交替结构可以显著提高金属极板的耐腐蚀性，同时采用相同的原料控制其杂化方式制备出兼具导电性好和抗腐蚀性佳的电极涂层材料，促进了金属极板在质子交换膜燃料电池中的应用，从而提升电池性能和寿命。