本发明属于催化剂材料制备领域，具体涉及一种合成氨复合催化剂及其制备方法和应用。本发明利用机械化学激活和高压氢氮活化处理工艺过程中的原位反应机制，制备出由Fe纳米团簇、LiH、Mg(NH2)2组成的合成氨复合催化剂，并测试其氨合成反应性能。该合成氨复合催化剂避开了传统合成氨催化剂表面反应物种吸附能与过渡态能量之间存在的普遍的能量限制关系，具有优异的常压低温合成氨催化性能和较高的热稳定性。本发明提供的催化剂不含稀贵元素、成本低廉，制备方法简单、全程无污染，具有广阔的合成氨工业应用前景及显著的应用价值。