本发明公开了一种海胆状石墨烯及其制备方法，涉及石墨烯材料制备领域。本发明利用镍盐与还原剂在碱性条件下发生反应，自组装形成海胆状三维镍基底；通过化学气相沉积技术，在海胆状三维镍基底上沉积石墨烯；加入酸去除镍基底，即得海胆状三维石墨烯。本发明所述海胆状三维石墨烯，具有良好的分散型，有效防止了堆叠、多孔、构型不稳定等问题。本发明所述制备工艺简单，条件温和，原料来源广泛，适宜于批量生产，具有广阔的应用前景。