本发明涉及一种多孔二氧化钛薄膜的制备方法，包括如下步骤：以空心玻璃微珠作为基体，以Cu-Zn或Cu-Mn合金作为靶材，磁控溅射设备沉积Cu-Zn或Cu-Mn合金薄膜；采用酸性或碱性溶液进行脱合金化处理，后进行去离子水清洗至中性，再真空干燥；干燥后包裹多孔铜的玻璃微珠，磁控溅射设备表面沉积二氧化钛，制备出多孔二氧化钛。本发明制备的多孔二氧化钛薄膜增大二氧化钛的表面积，在紫外光照射下有更好的催化性能，可以在废水处理、空气净化及光催化领域有更好的应用前景。