本发明提供了一种用于丙烷直接脱氢制丙烯的催化剂及其制备方法与应用。该催化剂是以规整介孔氧化铝#氧化锆或氧化铝#氧化铈复合氧化物为载体,以氧化铬为活性组分,以碱金属氧化物为助剂,以所述氧化铝的重量计,所述氧化锆或氧化铈的含量为2～10％,所述氧化铬的负载量为5～15％,所述碱金属氧化物的负载量0.05～0.5％。本发明还提供了上述催化剂的制备方法及其在丙烷脱氢制丙烯领域的应用。本发明的丙烷脱氢制丙烯催化剂,具有较高的丙烷转化率和较高的丙烯选择性,并可抑制积碳的生成,具有良好的高温稳定性。