本发明属于有色金属合金制备技术领域，具体公开了一种纳米颗粒铜铁复合合金及其制备与应用，包括如下步骤：在高温保护气氛下，通过物理或化学方式向液态Cu/Fe合金中加入纳米颗粒，混合并将其分散均匀，然后将混合均匀的具有纳米颗粒的Cu/Fe熔体铸造成坯，再将铸坯进行后处理。采用本发明方法制得的纳米颗粒铜铁复合合金铸坯化学成分稳定，Fe元素分布均匀、不偏析。本发明能解决铜铁合金中Fe析出相分布不均匀的问题，可实现铜基体内Fe析出相的亚微米级乃至纳米级的均匀分布，另外，本发明工艺相较于传统快冷工艺、粉末冶金工艺更简单，更适合规模化生产。