本发明公开了一种石墨炔‑碳纳米管三维复合材料及其制备方法与应用，该石墨炔‑碳纳米管三维复合材料为石墨炔及在石墨炔表面的碳纳米管组成的具有三维结构的复合材料，其采用化学气相沉积法或自组装法或3D打印技术等制备而成，所制备得到的石墨炔‑碳纳米管三维复合材料中具有较多的活性位点、相互连接的孔道结构、高电导率、较高的机械稳定性等优点；所制备的石墨炔‑碳纳米管三维复合材料可用于制备二次电池、燃料电池及超级电容器的电极材料或用于制备太阳能电池，如用于制备超级电容器电极材料，具有较高的比电容。