本发明涉及一种石墨烯和氧化物陶瓷复合材料及制备方法，是以氧化石墨为石墨烯前驱体，与氧化锆陶瓷粉按照一定比例混合，成型和烧结形成石墨烯和氧化锆陶瓷复合材料。由本发明制备的石墨烯和氧化锆陶瓷复合材料具有纳米片层石墨烯均匀分布于陶瓷基体构成网络连接的纳米复合结构，该纳米复合结构有利于增强陶瓷，赋予陶瓷半导体、导电、导热和电化学等功能特性，该复合材料可用于发展传感器、电磁屏蔽、电加热器件、导热材料和储能电极等，用于航空航天、电子、化工和能源领域。该石墨烯和氧化物陶瓷复合材料在烧结过程中一步形成，不需功能化和混合等过程，制备过程简单，适于规模化生产。