本发明涉及功能材料技术领域，涉及一种包封纳米颗粒的多核多壳层中空材料及其制备方法和应用。包括以下步骤：1)采用对碳源水溶液进行加热反应，获得碳球模板；2)将步骤1)得到的碳球模板分散于金属盐溶液中，得到固体前驱体；3)将步骤2)得到的固体前驱体焙烧，得到中空多壳层金属氧化物材料；4)将步骤3)得到的中空多壳层金属氧化物材料分散到含多巴胺单体的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液中，得到金属氧化物多壳层各个壳层均包覆多巴胺聚合物的复合材料；5)将步骤4)得到的复合材料在惰性保护气氛或真空下进行高温煅烧，得到包封纳米颗粒的多核多壳层中空材料。该材料可维持900mAh/g的比容量，性能远超相同组分的商业纳米颗粒。