一种制备具有多级结构碳掺杂氧化锌微球的方法，将葡萄糖酸锌溶解在水中，得到葡萄糖酸锌溶液；将葡萄糖酸锌溶液的pH值调节后进行超声处理；再将葡萄糖酸锌溶液放入微波水热合成仪中，进行合成反应，反应结束后自然冷却到室温，得到中间产物；将中间产物进行离心分离，得到固体，将固体煅烧，得到具有多级结构碳掺杂氧化锌微球。本发明制得的氧化锌微球是由纳米氧化锌颗粒自组装的氧化锌微球，氧化锌颗粒的直径为30-50nm，氧化锌微球的直径为1-10μm。另外，本发明制得的碳掺杂氧化锌微球具有疏松多孔结构，比表面积高、碳掺杂量可控性好、具有优异的可见光响应能力，在可见光光催化、太阳能利用领域具有应用前景。