本发明的目的在于提供一种大尺寸、厚度可调控的石墨烯气凝胶及其制备方法，其具体制备步骤为：（1）制备氧化石墨烯浆料；（2）将氧化石墨烯浆料涂布、干燥后制得氧化石墨烯膜，随后对所述氧化石墨烯膜进行化学还原发泡处理，沥干后获得半湿凝胶；（3）将氧化石墨烯浆料涂布至所述半湿凝胶上，干燥后获得石墨烯气凝胶‑氧化石墨烯复合样品，随后对所述石墨烯气凝胶‑氧化石墨烯复合样品进行化学还原发泡处理，沥干后再次获得半湿凝胶；（4）重复步骤（3）至少1次；（5）将步骤（4）获得的样品完全干燥，制备得到石墨烯气凝胶。这种大尺寸、厚度可调控的石墨烯气凝胶可以根据不同的应用场景任意裁切，大大体现其实用价值。