本发明公开了一种石墨烯/TiO₂花状纳米簇的制备方法，属于新能源材料领域以及电化学、光化学和光电催化领域。本方法首次以石墨烯盐溶液为电解液，经过短时间阳极氧化，制备出石墨烯/TiO₂花状纳米簇结构。此方法简单易操作，过程易控制，成本低廉，环境友好，可重复性好，所制备的石墨烯/TiO₂花状纳米簇具有广阔的应用前景，可作为光电催化电极用于环境领域，光电催化降解有机废水、废气，或作为光电极用于太阳能电池等领域，也可作为储氢材料用于新能源领域。