本发明涉及一种木质素‑金属复合物衍生的催化剂制备方法和应用，包括如下步骤：(1)将胺基化木质素与过渡金属源均匀混合于溶剂中，超声分散下进行水热反应，然后洗涤、离心、干燥后得到胺基化木质素‑过渡金属配合物；(2)将所述胺基化木质素‑过渡金属配合物进行炭化处理，然后经洗涤、干燥后制得木质素‑金属复合物衍生的催化剂，所述催化剂为负载金属的原位氮掺杂碳催化材料。本发明将具有配位功能的胺基引入木质素结构中，进一步螯合过渡金属，再经热解之后得到负载有金属的原位氮掺杂碳基催化材料，该材料中金属分散均匀、粒径小、负载量高，在ORR和OER反应中具有优异的催化活性和良好的稳定性。