本发明提供了一种复合阵列电极，包括微电极阵列基体，以及形成在所述微电极阵列基体的微电极表面的修饰层，所述修饰层包括多个间隔设置在所述微电极表面的导电层，所述微电极表面上，所述导电层以外的区域设置绝缘层，所述导电层的材质包括纳米铂、纳米铱、导电聚合物和碳纳米管等中的一种或多种。该复合阵列电极有效消除的边缘效应的影响，整个所述复合阵列电极的微电极表面电场分布均匀，显著提高了电极的电化学性能和电极的检测能力水平。本发明还提供了复合阵列电极的制备方法和应用。