本申请提供一种波导结构复合衬底的制备方法、复合衬底及光电晶体薄膜，其中，所述波导结构复合衬底的制备方法包括在衬底层上制备波导层前体；在所述波导层前体上制备移除层前体；在所述移除层前体上进行刻蚀，形成移除层；在所述波导层前体上进行刻蚀，形成波导层，所述波导层的顶部图案和所述移除层的图案相同，其中刻蚀后在所述波导层中形成凹槽结构，所述凹槽结构的高度等于所述波导层厚度；在所述衬底层上所述移除层所在的一侧沉积包覆隔离层材料；去除所述移除层；继续沉积所述包覆隔离层材料，并对其平坦化至目标厚度，得到包覆隔离层，获得波导结构复合衬底。采用上述方案，缩短复合衬底的制备时间，提高复合衬底的制备效率。