本发明涉及半导体光催化技术领域，具体涉及一种异质结光催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法中，采用将浆料涂覆后直接煅烧的方法，不同类型的金属颗粒直接生成氧化物，在不同的氧化物的接触界面处实现异质结构，而且，所述浆料中加入了碳族粉体作为填充物和牺牲层，在煅烧后被氧化去除，有利于形成多孔结构的催化剂，从而有效提高了催化剂的比表面积，进而促进光催化应用时的光照接收面及有效反应面积，从而提高光催化效率。