本发明提供一种多面体钛酸锶复合光捕集微珠及其制备方法和应用，所述多面体钛酸锶复合光捕集微珠包括改性多孔空心陶瓷微珠，以及吸附在所述改性多孔空心陶瓷微珠表面的多面体钛酸锶催化剂。本发明将多面体钛酸锶催化剂吸附在改性多孔空心陶瓷微珠的表面，得到的多面体钛酸锶复合光捕集微珠可在高强度光辐照下实现高光电荷与光空穴分离率的长时间光解水催化反应，有效提高了催化效率；并且，避免了其应用于光解水制氢系统时反应器内壁镶嵌催化剂易脱落和设备持续搅拌、操作复杂以及维护困难等问题，具有良好的发展潜力。