本发明公开了一种用于低碳烷烃脱氢制烯烃的磷系化合物催化剂、其制备方法及应用。磷系化合物催化剂为固体非金属催化剂,含有含磷化合物和含硼化合物,或含有含磷化合物、含硼化合物和含氧化合物。将含磷化合物和含硼化合物按比例混合均匀,得到混合物;混合物通过高温固相法,在空气氛围下,温度为120~1000℃条件下处理1~8h,再进行洗涤和干燥,得到样品I,即为磷系化合物催化剂;将混合物与镁粉混合,装入密闭容器中,通过镁热还原法,将密闭容器置于温度为500~800℃条件下处理1~6h,再对样品进行洗涤和干燥得到样品II,即为磷系化合物催化剂。本发明具有较高烯烃收率、催化剂成本低廉的优点。