本发明涉及钛系催化剂及其制备方法和应用，钛系催化剂的原料包括以下组分：钛酸酯、有机双膦酸化合物、溶剂、络合剂；所述钛系催化剂为络合状态，有机双膦酸化合物、溶剂、络合剂与钛酸酯中的钛原子形成络合状态。本发明通过采用以钛酸酯、二元醇和一种络合剂以及一种有机双膦酸化合物的反应产物作为催化剂，通过调节与钛元素络合的有机双膦酸化合物的空间位阻，从而获得活性适中的钛系催化剂，并将合成的钛系催化剂应用于聚酯合成反应中，发现其降低了聚酯的热降解及热氧化降解等副反应，减少含有共轭、醌类发色基团化合物的生成，较好地解决了现有技术中钛系催化剂活性较高的问题。本发明的钛系催化剂可用于聚酯，特别是瓶用聚酯的工业生产中。