本发明公开了一种铈掺杂NiO分级结构微球的制备方法。以水为反应介质，NiSO4·6H2O为镍源，乙二胺为配体，采用十二烷基苯磺酸钠和C9-AA为表面修饰剂，NaOH为沉淀剂，在一定条件下反应；反应结束后，将所得产物铈掺杂α-Ni(OH)2离心洗涤并干燥，获得形貌规整、可控的铈掺杂α-Ni(OH)2微球。在马弗炉中焙烧α-Ni(OH)2热分解得到形貌规整、可控的铈掺杂NiO分级结构微球，微球的结构形态保持完好。本发明所述制备铈掺杂α-Ni(OH)2和NiO分级结构微球的方法简单，产物铈掺杂NiO微球的尺寸、结构和形貌容易控制，产量高，解决了现有技术中铈掺杂后结构规整性差，使用过程中易团聚的问题。