本发明涉及能源转化与存储领域，具体为一种三维梯度孔泡沫金属及其制备方法和应用。以具有超大孔结构的泡沫金属为原材料，经在酸性水溶液中浸泡及去离子水清洗烘干后，将其置于管式马弗炉中在含氧气氛下热处理，将泡沫金属转化为相应的泡沫金属氧化物，然后将泡沫金属氧化物置于管式马弗炉中，在还原气氛下热处理将泡沫金属氧化物还原成泡沫金属，泡沫金属骨架上可产生大孔、中孔、小孔结构，获得具有三维梯度孔结构的泡沫金属。本发明在保持泡沫金属原有高导电性的基础上，三维梯度孔结构有效提高活性物质的担载和电解液中离子、气体分子的扩散，使其成为能源催化转化与存储领域中理想的电极及集流体材料，大幅提升泡沫金属的应用领域及价值。