本发明公开了一种钴膦催化剂及其制备方法和应用，本发明涉及催化剂有机合成技术领域。该催化剂是由钴催化前体和配体经过络合反应制得；其中，钴催化前体为八羰基二钴、三乙酰丙酮钴、二乙酰丙酮钴、氯化钴、溴化钴、碘化钴或三氟甲磺酸钴；本发明的催化剂具有高效性和经济性，反应在低压下能顺利进行，烯烃底物可以在该催化体系下高选择性地产生直链酯，对端炔底物而言，其产物的双酯选择性高；同时，该催化体系的稳定性好，可以进行多次循化实验。本发明解决了现有技术中使用贵金属催化剂所面临的资源紧缺、价格昂贵且不利于回收利用的问题。