本发明属于资源回收技术领域，具体涉及一种以二氧化碳、硫化氢和氢气合成甲硫醇的催化剂及其制备方法和应用。该催化剂的制备方法，包括以下步骤：1)类水滑石前驱物的制备；2)钼基类水滑石前驱物的制备：活性组分钼通过离子交换进入类水滑石前驱物层间，以LDH计，钼离子交换量为3‑20wt％；3)碱金属修饰的钼基类水滑石前驱物的制备：碱金属助剂为K、Rb或Cs，通过浸渍法负载于钼基类水滑石前驱物上；4)碱金属修饰的钼基复合硫化物的制备：碱金属修饰的钼基类水滑石前驱物先焙烧，再经硫化后制得。本发明的催化剂能够在较温和的条件下使二氧化碳、硫化氢和氢气反应合成甲硫醇，在反应中具有优异的甲硫醇选择性和收率。