本发明公开了一种碳纳米管/树枝状化合物/纳米粒子复合材料及其制备方法，该材料是在多壁碳纳米管上由内至外依次包覆有树枝状化合物PAMAM及金属硫化物或者金属纳米粒子，所述PAMAM是通过共价键修饰在碳纳米管上，金属硫化物或者金属纳米粒子是通过自组装原位修饰在碳纳米管上，碳纳米管与树枝状化合物及纳米粒子之间有强烈的相互作用，经上述修饰后的碳纳米管具有分散性能和光限幅性能均优于未修饰的相应碳纳米管的有益效果。另外，本发明的制备方法具有操作简单、原料易得和成本低廉等优点，适合工业化生产。