本发明公开了一种基于木质碳化多孔结构的竹节状碳纳米管复合材料及其制备方法。通过氧等离子处理亲水性及石墨炉石墨化处理，竹节状碳纳米管顶端包覆过渡金属Fe、Co、Ni及其衍生物活性颗粒，原位锚定在木质多孔结构上。该结构具有天然序构，由纳米孔、中孔和微孔组成的各向异性和多级纤维结构。包覆颗粒的碳纳米管显示优异的金属导电性和电子存储容量可以增加比表面积和负载活性物质的活性位点。同时，很好地解决了高温下金属和碳不可避免地聚集，碳和活性纳米颗粒接触不良等问题。利用本方法制备的复合材料可应用于锂离子电池电极、电容器、柔性电子、热管理、光电催化等领域。本发明制备工艺简单，原料来源丰富，环境友好，生产成本廉价。