本发明公开了一种高分子‑金属氧化物复合物，其包括位于核心的金属氧化物颗粒和修饰在金属氧化物颗粒表面的高分子，该高分子具有能与金属氧化物中的金属键合的官能团，高分子与金属氧化物颗粒表面结合位点的密度高于2个位点/平方纳米。本发明还公开了上述高分子‑金属氧化物复合物的制备方法及其作为核磁共振造影剂和补铁剂的应用。本发明公开的高分子‑金属氧化物复合物，大幅度延长了其在体内循环的时间，有效克服了已有的造影剂导致超敏反应的缺点，加上复合物本身所具有的超顺磁性和参与铁代谢的功能，使其能够应用于磁共振成像造影剂和治疗缺铁性贫血症的补铁剂。