本发明公开了一种纳米空气沟道电子器件的小型化阵列化制备方法，包括在半导体基底一侧表面设置绝缘层；在绝缘层表面设置图形化的牺牲层，形成制备窗口；在制备窗口内进行纳米微球自组装，得到周期紧密排列的纳米微球单层膜；对纳米微球单层膜进行刻蚀得到符合预设要求的纳米微球阵列薄膜；通过纳米微球阵列薄膜在制备窗口内的绝缘层表面垂直沉积导电材料，至形成顶电极以及纳米空气沟道阵列。通过调整纳米微球刻蚀程度，能够实现相互连接的球棍状纳米微球单层膜，可以实现沟道最小长度低至1纳米以下的平面型纳米空气沟道阵列；另外能够实现相互分离的周期排列的纳米微球单层膜，进而实现相应的立体型纳米空气沟道阵列。