本发明公开了聚吡咯包覆四氧化三铁纳米花吸波材料、制备方法及应用。所述制备方法包括：将无机三价铁盐溶解于有机醇溶剂中，并加入碱性物质得到混合溶液，将该混合溶液加热至160～200℃，并保温2～6小时，得到具有层级纳米花结构的前驱体；将所述前驱体进行煅烧处理，得到具有层级纳米花结构的四氧化三铁；将所述四氧化三铁分散于去离子水中，加入吡咯后，再加入氧化剂，使得吡咯阳离子自由基沿着超薄片表面偶联聚合，得到聚吡咯包覆四氧化三铁纳米花吸波材料。本发明通过原位聚合聚吡咯包覆具有层级纳米花结构的四氧化三铁，提高阻抗匹配，捕获更多的入射电磁波，促进电磁波在复合材料内部多重反射和散射，延长电磁波传输路径增强电磁波损耗能力。