本发明的课题是提供一种三维石墨烯管及其制备方法。石墨烯管的直径为10nm～5mm，长度为50nm～5mm，所述石墨烯的层数为1～100。方法包括：以金属线或金属丝作为催化剂模板通过化学气相沉积法使碳源在所述金属线或金属丝的外表面直接生成石墨烯覆层形成石墨烯/金属线或金属丝复合结构的工序A；通过刻蚀去除金属线或金属丝的工序B，从而获得三维石墨烯管。本发明提供的石墨烯管，具有优异的导电性能和耐腐蚀性。本发明提供的工艺简单，过程易控制，导电性能优异，制备成本低，适合于太阳能器件、储能电池、导电复合材料和耐腐蚀领域。