本发明公开了一种高选择性一步法制备一氯甲烷的方法，其包括：在反应器中，在作为催化剂的铜掺杂二氧化钛化合物的存在下，在光照条件下，使甲烷气体或含甲烷气体与作为氯源的氯盐在0–100℃下反应10–600min。本发明的方法对目标产物一氯甲烷的选择性高，几乎没有多氯代甲烷副产物，使得反应后的氯甲烷产物纯度高且易分离。而且，本发明的方法具有反应过程简单、周期短、反应条件温和、催化剂廉价易得且可重复使用、反应物原料来源广泛且廉价易得，尤其可以直接使用天然气或沼气作为原料气等优点，为从天然气、页岩气或沼气等含甲烷气体出发来制备一氯甲烷产物提供新的合成途径，具有广阔的工业应用前景。