本发明公开一种催化剂组合物及其制备方法和应用,属于稠油的降黏开采技术领域。该催化剂组合物,按照质量百分比计算,包括:游离氮杂卡宾1-5wt%,氮杂卡宾铁1-2wt%,相转移催化剂15-30wt%,供氢剂1-5wt%,磷酸5-10wt%,乳化剂0.5-1wt%,其余为溶剂,总计100%。本发明还提出一种催化剂组合物的制备方法,包括:将游离氮杂卡宾和氮杂卡宾铁与溶剂混合,加入相转移催化剂和供氢剂混合,加入磷酸和乳化剂混合得到所述催化剂组合物。本发明还提出一种上述催化剂组合物或者上述制备方法制得的催化剂组合物在处理稠油中的应用。本发明只需要较少的氮杂卡宾铁和游离氮杂卡宾即可实现对稠油快速且高效的降黏。