本发明公开了一种纤维素基炭纤维、制备方法及其用于制备电极材料的方法，属于生物质纤维素基炭材料制备技术领域，所述方法包括：制备前躯体：按预设比例将催化剂溶解于水中，加入纤维素原料，加热至沸腾并维持沸腾状态下将水蒸干，烘干，得到前驱体；碳化催化石墨化处理：将所述前驱体在惰性气氛下焙烧进行碳化催化石墨化处理，得到内含金属单质的纤维素基炭纤维复合材料；去除杂质：用盐酸反复清洗所述纤维素基炭纤维复合材料，去除纤维素基炭纤维复合材料中的金属单质，再烘干，得到纤维素基炭纤维。本发明采用自然界的纤维素为原料，实现炭纤维和锂离子电池的可持续性。