本发明公开了一种表层二氧化钛含量可控的聚多巴胺/二氧化钛复合薄膜的制备方法，该方法可用于聚合物表面改性。本发明的制备方法采用湿度可控的原位自聚合法，包括制备多巴胺‑Tris缓冲液及二氧化钛前驱体溶胶，然后将聚合物放入缓冲液中浸泡一定时间后取出置于防潮柜中预干燥一定时间控制其表面上多巴胺的聚合程度，再将前驱体溶胶旋涂在基底上并进行热处理。本发明的薄膜制备方法简单、制备环境温和，有良好的亲水性、细胞相容性，并可有效调控暴露在基板表面的二氧化钛含量，对聚合物基板表面有一定的改善，可应用于体外细胞培养、组织工程等生物医学工程领域。