本发明公开了一种三维结构的氮掺杂石墨烯基二氧化锡复合材料的制备方法及其应用。本发明的制备方法采用单层碳原子结构的二维石墨烯作为载体，以聚乙烯亚胺作为氮源以及交联剂，制备出三维的含氮的石墨烯基金属氧化物纳米复合材料。通过此方法得到的金属氧化物纳米颗粒均匀地负载在含氮石墨烯骨架上。经电化学测试证明，本发明的制备方法得到的三维结构的氮掺杂石墨烯基金属氧化物复合材料具有优异的循环稳定性和倍率性能，实验证明在200mAg-1的充放电流下：其中二氧化锡材料放电容量可达到1000mAh·g-1。