本发明涉及一种双功能催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明公开了一种双功能催化剂的制备方法，包括以下步骤：将分子筛A加入水中得到均匀浆液；将金属盐溶液M1加入浆液中；将制得的浆液过滤、洗涤，干燥，焙烧得到催化剂半成品I；将分子筛B加入水中得到均匀浆液；将金属盐溶液M2加入浆液中；将制得的浆液过滤、洗涤，干燥，焙烧得到催化剂半成品II；催化剂半成品I和催化剂半成品II加入水中，过滤、干燥，再捏合后成型得到双功能催化剂。本发明还公开了一种由上述制备方法所制得双功能催化剂以及其用于同时催化丁烯齐聚和异丁烷‑丁烯烷基化制备汽油调和组分的应用。本发明的制备过程简单易操作，简化了工艺流程。