本发明公开了一种三维多孔钛酸钡复合介电材料的制备方法，属于介电材料生产技术领域。本发明三维多孔钛酸钡复合介电材料的制备方法包括：先将棉毡浸泡在丙酮溶液处理，然后浸入TiCl4和BaCl2混合液中，再放入NaOH溶液中反应，然后依次经陈化、洗涤、乙醇浸泡、烘干、煅烧，得钛酸钡三维多孔材料；向环氧树脂中加入稀释剂及固化剂，加入钛酸钡三维多孔材料进行固化，即得。本发明以价格低廉的纯棉毡作为骨架，在其上吸附钛酸钡后，通过煅烧去除纯棉毡后再用环氧树脂浇铸，固化后即成三维多孔钛酸钡介电复合材料，三维多孔结构耐久性好，可支持长期使用介电性能较好，其介电性能比直接加入钛酸钡的复合材料优异。