本发明公开了一种烯烃异构化催化剂及其应用。所述催化剂为过渡金属盐和路易斯酸的有机溶液,过渡金属盐和路易斯酸的摩尔比在1:0.5至1:10之间,过渡金属盐的浓度在1毫摩尔/升至10毫摩尔/升之间。本发明的催化剂应用于液相催化烯烃异构,反应条件温和,产率较高,易于实现,成本低廉。