本发明属于碳复合材料领域，并具体公开了富勒烯基Fe、N掺杂富孔碳材料及其制备方法和应用。该方法包括如下步骤：以苯类溶剂为良溶剂溶解富勒烯衍生物，然后与作为不良溶剂的醇类溶剂混合，室温下静置预设时间后过滤获得沉淀物，将沉淀物在真空条件下干燥预设时间以制得前驱体；将前驱体在氨气气氛下煅烧预设时间，最终制得富勒烯基Fe、N掺杂富孔碳材料。本发明提供的方法通过所用富勒烯分子间自组装即可形成具有三维分级生长的微纳结构；并且富勒烯分子本身含有N和Fe，经过氨气气氛下高温退火处理后的微纳结构具有分级分布的孔结构、短程有序纳米石墨烯片以及高含量的氮掺杂，以此制得N、Fe共掺杂的三维分级碳复合材料。