本发明公开了一种多组分多孔分级结构可见光催化剂的制备方法，包括以下步骤：对三维多孔结构的天然生物材料进行预处理用做模板；通过模板过程制备三维多孔分级结构的金属氧化物纳米材料作为基体；在金属氧化物基体上沉积复合半导体纳米材料，最终制得具有多组分多孔分级结构纳米复合材料。本发明方法可广泛选择三维分级结构的生物材料为模板，其工艺简单灵活，成本低廉，可通过调控工艺参数和不同的模板结构等来获得纳米复合材料。本发明方法制得的复合材料用作可见光催化剂，该复合材料能实现在可见光照射下对有机污染物进行快速有效降解，其在环境保护等领域有重要应用前景。