本发明公开了一种多孔炭微球TiO₂复合材料及其制备方法和应用，该多孔炭微球TiO₂由纳米TiO₂均匀包覆在多孔炭微球表面构成，其制备方法是先由葡萄糖依次经水热反应，高温炭化，浓硝酸活化制得多孔炭微球，再通过蒸汽热法制备TiO₂原位包覆在多孔炭微球表面，即得复合材料；该制备方法操作简单、原料廉价，制得的多孔炭微球TiO₂复合材料结构稳定，同时具有较高吸附性能和催化活性，应用于光催化降解废水中有机物，光催化降解效率高，催化剂回收率高，重复使用效果好。