本发明涉及金属表面工程技术领域，尤其是涉及一种用于铌硅合金表面高温防护的抗氧化涂层及其制备与应用。本发明的抗氧化涂层包括铌硅合金表面的Mo5Si3‑MoSi2复相涂层以及原位分散于Mo5Si3‑MoSi2复相涂层中的微米SiO2颗粒和纳米SiO2颗粒。本发明的抗氧化涂层由高温原位生长形成，涂层厚度可控、组织结构均匀致密，具有优异抗高温氧化性能与抗裂纹能力，从而实现铌硅合金的高温热防护；同时，该涂层制备方法简单、成本低，能够实现大面积工业应用。