一种炭载双金属单原子催化剂及其制备方法。一种炭载双金属单原子催化剂，其特征在于，该催化剂含有铱、铑、铂、钌、金、银、铼、钴、镍、铬、锡中的两种金属，且该催化剂中两种金属分别以含羰基和卤素配体的单核络合物形式原子级单分散在炭载体表面。其制备方法为先制备炭载双金属纳米颗粒，再利用一氧化碳和含卤物质(卤素、氢卤酸或卤代烃)的一种或二种以上同时与两种金属纳米颗粒进行反应，对其进行原位原子级单分散热处理，从而制得炭载双金属单原子催化剂。本申请公开了一种炭载双金属单原子催化剂的制备方法，其工艺新颖、操作简单，普适性强，可批量制备高载量，高分散，稳定性强的炭载双金属单原子催化剂。