一种金属基三维石墨烯复合材料的制备方法，包含步骤1：将金属粉末放入生长器皿中；步骤2：放进化学气相沉积炉中在保护性气氛下，采用500℃‑1050℃的烧结温度进行烧结制备块状的三维网络结构的泡沫金属；步骤3：通入生长气体，在500℃‑1050℃的温度下直接在块状的泡沫金属的表面生长石墨烯薄膜，形成金属基三维石墨烯复合材料；制备的泡沫金属孔隙小而密，成本比较低，适合工业化生产；然后在三维网络结构的泡沫金属的表面直接生长三维石墨烯，制备的金属基三维石墨烯复合材料的石墨烯薄膜是均匀且连续的，石墨烯在复合材料中的质量百分比也较高，对复合材料导电性能的提升有帮助。