本发明公开了一种负载型复合金属分子筛催化剂,该催化剂以HZSM5分子筛为载体,采用等体积浸渍法将复合金属氧化物负载到HZSM5分子筛上,复合金属氧化物为CaM,M=Mg、Zn或K。本发明还公开了负载型复合金属分子筛催化剂在催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃(MeXTO)反应中的应用,通过复合金属改性能使酸消失,而对Lewis酸基本无影响,在催化MeXTO反应中,通过抑制氢转移等二次反应的发生,减缓积碳的生成,进而延长反应的稳定性。该催化剂制备成本低,在催化MeXTO的反应中,氯甲烷转化率高,低碳烯烃选择性好,并显著延长了反应稳定性,具有良好的工业应用前景。