本发明公开了一种碳化钛/还原氧化石墨烯导热薄膜及其制备方法，属于纳米材料制备技术领域，包括以下步骤：将氧化石墨烯与去离子水混合超声得到氧化石墨烯水溶液，将氧化石墨烯水溶液与四氟化钛混合搅拌得到分散液，对分散液进行水热反应得到产物，对产物进行清洗后干燥并高温煅烧得到碳化钛/还原氧化石墨烯复合材料，将碳化钛/还原氧化石墨烯复合材料与基体材料混合后热压得到碳化钛/还原氧化石墨烯导热薄膜。本发明制备的碳化钛/还原氧化石墨烯导热薄膜不仅柔性好并且具有良好的绝缘性。