本发明提供了一种介孔碳/磷酸铁锂复合纳米材料及其制备方法和应用，所述介孔碳/磷酸铁锂复合纳米材料的制备方法包括以下步骤：(1)制备多层中空SiO₂；(2)将碳源和硫酸灌注到步骤(1)得到的多层中空SiO₂中反应，使用碱性溶液溶解得到介孔碳；(3)将介孔碳分散于水中形成分散液，而后将铁源、锂源、磷酸盐和有机酸加入到分散液中混合得到所述介孔碳/磷酸铁锂复合纳米材料；本发明提供的制备方法，能够合成多层中空球壳结构的材料，能够增大复合纳米材料的表面积，缩短锂离子的扩散路径，同时，形成的介孔碳可包埋在磷酸铁锂内部，与多层中空结构协同促进提升材料的电导率，具有良好的应用前景。