本发明提供一种介孔金属氧化物催化剂及其制备方法与应用，介孔金属氧化物催化剂由催化剂载体和催化剂活性位点组成；方法包括：将催化剂活性位点前驱体与模板剂分散在无水乙醇中，密封搅拌均匀后得到溶液A；将催化剂载体前驱体溶解于无水乙醇中，再加入酸溶液密封搅拌均匀，得到溶液B；将溶液A与溶液B混合均匀，得到混合溶液，将混合溶液烘干，得到溶胶凝胶颗粒；将溶胶凝胶颗粒研磨成粉末，并溶解在无水乙醇中，得到溶液C；将溶液C转移至反应容器进行水热反应，反应结束后，抽滤得到固体粉末并烘干；将烘干的固体粉末进行焙烧，得到介孔金属氧化物催化剂。本发明制备介孔金属氧化物催化剂，显著提高了催化剂的介孔率、比表面积和孔容积。