本发明属于光纤的技术领域，公开了一种光电复合电极光纤及其制备方法与应用。方法：1)将光纤包层材料制备成预制棒；所述预制棒设置有大圆柱空腔和小圆柱空腔，大圆柱空腔与预制棒同轴，小圆柱空腔的轴线与预制棒的轴线平行；2)将纤芯材料置入预制棒的大圆柱空腔中，加热处理，获得含有小圆柱空腔的初级预制棒；3)将金属电极材料置于初级预制棒的小圆柱空腔中，随后拉制成光纤，获得光电复合电极光纤。本发明的方法简单，易于实现，成功将各类金属材料直接复合到光纤材料中，提高了光纤的导电性和稳定性，同时实现了光信号和电信号的高效传输与记录，能广泛应用于光遗传学、生物传感、光电探测等领域。