本发明公开了一种用于合成气制低碳烯烃锆基催化剂的制备方法及应用,采用共沉淀法和浸渍法,基体催化剂组成以ZrO2为主活性组分,浸渍一种或两种及以上的助剂M的溶液进行改性,M为Fe、Mn、La、Ce、K的硝酸盐或草酸盐或碳酸盐;助剂含量占基体催化剂重量的0.5%-50%,助剂和基体催化剂重量均以氧化物计。本发明的催化剂制备工艺简单,周期短。本发明的催化剂用于合成气直接制备低碳烯烃反应活性高,单程转化率>55%,C2-C4烯烃占总烃分布的50wt%以上,CO2选择性低于15%。本发明的催化剂在高温费-托反应中可有效改善产物分布,抑制C5+以上组分生成。