本发明涉及一种三维石墨烯基泡沫材料的制备方法，该方法利用改进的Hummers法来剥离石墨得到氧化石墨；以糠醇分散的氧化石墨烯为碳源、以高分子泡沫材料为模板，通过简单的浸渍法得到含氧化石墨烯的高分子泡沫材料，然后在无氧条件下热处理高分子泡沫得到三维石墨烯基泡沫材料。通过本发明所述方法获得的三维石墨烯基泡沫材料具有三维连续结构的石墨烯基泡沫宏观体，该方法操作简便、产率高以及泡沫结构易调控，所得三维石墨烯基泡沫材料具有导电率高、比表面积大以及亲油疏水等优点，为其在导热复合材料、催化、储能材料、相分离材料以及吸附材料等领域的应用奠定了基础。