本发明提供一种以棉纤维为牺牲模板的管状纳米金属氧化物的制备方法，包括以下步骤：先将棉花纤维置于金属离子浓度为0.05～0.20mol/L的含金属硝酸盐的前驱体溶液中浸泡一定时间后取出，去除多余的前驱体溶液，充分干燥，得到第一产物；再将所述第一产物置于1400～1700℃下燃烧15～30s，即得到管状纳米金属氧化物。本发明提供的制备方法，利用棉花纤维作为生物质模板，可极大地减少合成管状纳米金属氧化物的成本，且易于大规模生产；棉纤维前驱体模板通过高温燃烧消耗的方式处理，仅需15～30s即可去除，相较于其他合成方法，有更快速、更高效节能等优势。此外，通过调节前驱体溶液的浓度以及金属离子的种类，可以实现不同金属种类、管壁层数可调节的管状纳米金属氧化物的制备。