本发明公开了一种金属离子掺杂的阳极氧化钛纳米管的制备方法。通过恒流或恒压阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列膜，然后将制备的阳极氧化钛纳米管和低熔点金属一起进行退火处理，使二氧化钛纳米管阵列膜在退火的过程中处在低熔点金属熔体中，可以实现金属离子对二氧化钛纳米管的金属掺杂。采用本发明所述方法，阳极氧化膜与基底的结合力好，操作简便，在退火过程中实现金属离子掺杂且退火处理完成后阳极氧化膜和低熔点金属易于分离，此外，经过金属离子掺杂的阳极氧化钛纳米管阵列膜电极表现出优异的超级电容器性能。