本申請公開了一種用于金屬空氣電池陰極催化層的復合材料及其制備方法和應用，所述金屬從所述鈣鈦礦氧化物的表面原位析出，所述摻雜碳納米管由所述金屬催化原位生長而成，所述摻雜碳納米管的摻雜元素為B、N、S和P中的至少一種。本申請用于金屬空氣電池陰極催化層的復合材料，具有高比表面積、高導電率、豐富活性位點、多種活性界面以及低成本的優(yōu)點，能夠同時催化氧氣還原反應和氧氣析出反應，提升鈣鈦礦氧化物的雙效活性，并增加鈣鈦礦氧化物材料的導電性和分散性，應用于金屬空氣電池中，能夠提高金屬空氣電池的功率密度和電池整體性能，同時避免貴金屬催化劑材料的使用，降低了金屬空氣電池的生產(chǎn)成本。