本发明涉及催化剂技术领域，公开了一种贵金属改性催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的贵金属改性催化剂含有活性组分、掺杂载体和贵金属组分，所述活性组分为具有立方型结构的氧化铟，所述掺杂载体为氧化镁和氧化铝混合物，所述贵金属组分为Pd；其中，活性组分含量占活性组分和掺杂载体总质量的40％‑85％；掺杂载体占活性组分和掺杂载体总质量的15％‑60％；贵金属组分占催化剂总质量的0.01％‑1.5％。本发明进一步提供了贵金属改性催化剂的制备方法及其在二氧化碳加氢制备甲醇反应中的应用。本发明提供的催化剂不仅具有优良的催化性能，反应活性高，目标产物选择性高，而且制备工艺简便、生产成本低。