本发明公开了一种微电极及其制备方法和应用。本发明微电极包括基体和设置于所述基体上的微电极单元,在所述微电极单元外表面还结合有三维铂纳米层,在所述三维铂纳米层外表面还结合有电荷存储与注入增强层,其中,所述三维铂纳米层含有分布若干铂纳米锥体或铂纳米花的绒面,且所述电荷存储与注入增强层结合在所述绒面上。本发明微电极具有大的表面积,并有效降低微电极阻抗、增加电荷存储能力以及电荷注入能力等电化学性能,保证本发明微电极具有良好的生物兼容性及如机械稳定性与电化学稳定性等长期稳定性,从而提高本发明微电极的电刺激效率。本发明制备方法各步骤能够有效控制,从而保证了制备的微电极性能稳定,而且效率高,能够工业化生产。