本发明提供一种氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料、制备方法及其应用，属于纳米新材料制备技术领域，首先在石墨相氮化碳(g‑C3N4)纳米环模板表面负载金属氧化物，再进行高分子聚合物包覆得到三明治结构，最后高温碳化，g‑C3N4模板分解，g‑C3N4模板高温分解产生的含N物种中间产物可与金属氧化物反应形成金属与氮配位的化学键，促进金属氧化物向金属单原子的转化，得到氮掺杂中空碳纳米环负载金属单原子材料，所制得的材料以氮掺杂中空碳纳米环为基体，金属单原子直接负载于基体上，具备高度分散性特点，展现出优异的电化学性能，可应用于电化学储能和电催化领域。同时，本发明制备过程可控，对设备条件要求较低。