本发明公开了一种二氧化钼-碳化钼复合材料及其制备方法和应用。本发明的二氧化钼-碳化钼复合材料的组成包括MoO-2和MoC,还可以包括Mo-2C。本发明的二氧化钼-碳化钼复合材料的制备方法包括以下步骤:将二氧化钼、镁粉和碳氮化物混合,进行固相球磨、酸洗和干燥,即得二氧化钼-碳化钼复合材料。本发明的二氧化钼-碳化钼复合材料用作电催化析氢反应的催化剂具有很好的催化活性,且其制备方法简单、能耗低、成本低,适合大规模生产应用。