本发明公开一种石墨烯-二氧化锡纳米颗粒三维泡沫复合材料及其制备方法，包括下列步骤：步骤一、将原料氧化石墨烯和四氯化锡按一定质量比溶于水中混合均匀；步骤二、将步骤一中混合好的液体通过离心或抽滤将氧化石墨烯分离出来，并用水或酒精清洗干净；步骤三、将步骤二中得到的产物重新分散到水溶液中，随后将产物进行冷冻干燥处理；步骤四、将步骤三获得的产物在真空、空气或特定气氛下热处理得到石墨烯-二氧化锡纳米颗粒三维泡沫复合材料，其中所述特定气氛为氮气、氩气或氢气中的一种，所述热处理温度在100-1500摄氏度，热处理时间在2秒-10小时。本发明产物微观多孔，可用于储能、气体传感等领域。