本发明公开了一种放射性碳微球及其制备方法和应用。该放射性碳微球包括多孔碳微球和包含放射性核素的络合物；其中，多孔碳微球具有介孔结构，介孔的平均孔径为2~15nm；包含放射性核素的络合物分布于介孔的孔洞内；多孔碳微球的比表面积为6~30m2/g，多孔碳微球的介孔平均孔径为2~15nm。本发明中的放射性碳微球对放射性核素负载率高，静置流失率和振动流失率低，有效提高了放射性碳微球的运输储存期间的安全性，提升放射性碳微球的医学应用可能性；而且，该放射性碳微球的制备方法简单。