本发明提供一种低水比环境下脱氢的催化剂及其制备方法和应用以及乙苯脱氢方法，该催化剂含有：以重量百分比计，65～80％的Fe2O3；3～7％的K2O；6～10％的CeO2；0.5～5％的MoO3；0.5～5％的CaO；1.8～5.5％的TeO2；以及0.5～5％的选自B2O3、In2O3和Ga2O3中的至少一种；所述催化剂在JSM‑35型扫描电镜仪上拍摄，放大倍率20,000，分辨率3.5nm条件下检测，催化剂均匀分散。使用本发明的催化剂在等温式固定床进行活性评价，在‑55KPa、乙苯液体空速1.0小时－1、615℃、水比(重量)0.9条件下进行性能评价，苯乙烯选择性达到97.58％，苯含量和甲苯含量分别为0.17％和1.77％，取得了较好的技术效果。