本发明提供了一种钒钛基SCR脱硝催化剂及其制备方法和应用，属于工业烟气催化净化技术领域。本发明提供的钒钛基SCR脱硝催化剂的制备方法，包括以下步骤：采用梯度升温的焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体在200～250℃进行焙烧，然后升温至300～350℃进行焙烧，最后升温至400～550℃进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂；或者，采用还原性气氛焙烧方法，将钒钛基催化剂前驱体先在400～550℃的空气气氛中进行焙烧，然后在250～400℃的还原性气氛中进行焙烧，得到钒钛基SCR脱硝催化剂。实施例的结果显示，本发明制备的钒钛基SCR脱硝催化剂在180～280℃具有良好的SCR脱硝活性，催化效率＞90％。