本发明属于无机先进纳米材料技术领域，具体涉及一种贵金属单原子分散于非贵金属基底表面的纳米材料及其制备方法和用途。所述纳米材料包括：非贵金属基底和在所述非贵金属基底表面呈单原子分散的贵金属；所述贵金属单原子表面同时配位卤素和氧。本发明的材料中，贵金属的单原子分散使其具有比表面积大、电化学活性面积大的特点而有更高催化活性，同样使表面配位环境对催化剂电子结构和催化活性影响明显。本发明的贵金属表面配位结构可由合成的温度、酸碱度、反应时间和电沉积电压范围(若采用电沉积法)调控，氢氧根、卤素(氯、溴、氟)同时与贵金属配位，具有五配位的不饱和配位特点，提升了海水电解材料阳极析氧和阴极析氢的活性。