本发明公开了一种在绝缘材料上制备单晶石墨烯的方法。该方法，包括：1)将绝缘材料在非氧化性气氛中升温至1200-1800℃，保持10-30分钟；2)保持所述步骤1)中的温度不变，向步骤1)反应体系中充入碳源和氢气，采用化学气相沉积法在所述步骤1)处理完毕的绝缘材料上进行反应，反应完毕关闭所述碳源，在非氧化性气氛下冷却至室温，得到所述单晶石墨烯。该石墨烯具有规则的几何形貌，如正六变形和正十二变形。该方法工艺简单，与现有半导体工业兼容。