本发明涉及一种复合氧化物材料及其制备方法、氧电极、固态氧化物电池及应用。该复合氧化物材料，包括第一钙钛矿基体和位于第一钙钛矿基体表面至少一部分的纳米层，第一钙钛矿基体包括第一钙钛矿材料，纳米层包括尖晶石材料；第一钙钛矿材料的化学式为A1‑xSrxBO3‑δ；其中，A和B分别选自稀土金属和过渡金属；x的范围为0＜x≤1，δ的范围为0＜δ≤0.5；尖晶石材料的化学式为B3O4；其中，B选自过渡金属。该复合氧化物材料包括的第一钙钛矿基体和包括尖晶石材料的纳米层，钙钛矿结构中部分晶格氧丢失，有助于提高对氧气的吸附能力，复合氧化物材料的外表面上形成大量的活性位点以促进反应进行，提升材料的电化学性能。