本申请公开了一种二氧化碳催化加氢制甲醇催化剂及其制备方法和应用，所述二氧化碳催化加氢制甲醇催化剂包括活性元素，所述活性元素包括Zn元素、Zr元素、Cu元素、X元素、Y元素；其中，X为Cr元素、Fe元素中的至少一种；Y为Ti元素、Ce元素中的至少一种。所述催化剂通过引入三价可变价元素X(X＝Ti，Ce)及二价可变价Y(Cr，Fe)元素，对CuZnZrOx催化剂进行氧空位调变，进而提升了催化反应的活性、甲醇选择性及稳定性。催化剂制备方法简单，在CO2加氢合成液态阳光甲醇工业化方面具有广阔应用前景。