本发明提供一种催化层电极组合物及包含其的催化层电极、膜电极，所述催化层电极组合物包括催化剂、全氟磺酸聚合物和负载全氟磺酸聚合物颗粒的组合；所述负载全氟磺酸聚合物颗粒包括含有亲水性基团的载体粒子，以及负载于所述载体粒子上的全氟磺酸聚合物。所述催化层电极组合物形成的催化层孔结构分布均匀，孔隙率高，且PFSA均匀分布在催化层中，减少PFSA的用量，降低PFSA对催化剂的包裹现象，促进反应气体与催化剂的成分接触，增加三相界面，提高催化剂的利用率，并增强了反应中的气体扩散和传质过程，促进催化层中的质子传递，提高动力学电化学反应速率，使包含其的催化层电极、膜电极和燃料电池的综合性能显著提升。