本发明涉及一种二氧化钛光催化剂及其制备方法，其中，二氧化钛光催化剂的制备方法包括以下步骤：提供第一溶液，所述第一溶液包括钛前驱体和油酸；将所述第一溶液与碳源溶液、无水乙醇、诱导剂混合，形成第二溶液，所述第二溶液中；将所述第二溶液进行水热反应，在所述水热反应过程中，所述碳源溶液中的碳源形成碳模板，分离得到预产物；将所述预产物煅烧以去除碳模板，得到二氧化钛光催化剂。本发明制备工艺简单，条件易于控制，反应生成的二氧化钛广催化剂为纳米结构，孔隙率高、比表面积大、尺寸均匀、分散性好、稳定性高。