本发明公开了一种在非金属基底上低温制备石墨烯薄膜的方法。本发明将等离子体源引入化学气相沉积法技术制备石墨烯薄膜的过程中，在无催化非金属基底上制备出均匀的石墨烯薄膜。该方法改进了传统的化学气相沉积法制备石墨烯的技术，直接在半导体和绝缘体介质基体材料的表面生长石墨烯以实现目标应用，克服了传统方法难以在曲面或者具有三维结构的表面获得均匀高质量石墨烯薄膜的缺点，省去了传统化学气相沉积法制备石墨烯后续所必需的金属刻蚀和石墨烯转移的步骤。本发明利用等离子体增强效应，有效降低了石墨烯的制备温度，既节能又实用，同时节省工序，降低成本，在制作透明电极材料以及构建电子和光电子器件等方面具有很好的应用前景。