本发明涉及一种富集缺陷氧的氧化锌担载异类金属氧化物分支纳米结构、制备方法及其应用。采用优化水热技术制备氧化锌/金属氢氧化物前驱体和后续高温煅烧氧化技术制备氧化锌担载异类金属氧化物分支纳米结构。该分支纳米结构中存在氧化锌与异类金属氧化物构筑的n‑p异质结，其富集缺陷氧有利于增大材料的界面势垒。该分支纳米结构提供了大的比表面积，加快了电子传输速率，为增强敏感性能提供了新方法。该氧化锌担载异类金属氧化物分支纳米结构在气体传感、电化学传感和生物传感领域具有潜在应用前景。