本发明涉及一种长周期堆垛有序镁稀土合金的预测方法及其应用，属于金属材料技术领域。预测方法包括如下步骤：分别构建纯Mg、二元Mg‑RE合金、三元Mg‑RE‑X(X为其他合金元素)合金的液态结构模型以及各合金元素的单原子模型；通过分子动力学模拟和第一性原理计算，获取以上模型的体积、内聚能、化学短程序参数和各局域结构对称性占比；根据三元Mg‑RE‑X合金体积和内聚能相对于二元Mg‑RE合金的演变趋势、化学短程序特征以及各局域结构对称性占比自二元Mg‑RE合金演变而来的分布状态与纯Mg的一致性，实现对Mg‑RE‑X合金中能否形成长周期堆垛有序相的有效预测。本发明通过理论计算为长周期堆垛有序镁稀土合金的开发提供元素设计依据，降低合金设计盲目性。