本发明提供了一种基于化学气相沉积制备疏水性二氧化硅气凝胶的方法，包括：制备二氧化硅醇凝胶或二氧化硅水凝胶；进行溶剂置换获得二氧化硅湿凝胶球或二氧化硅湿凝胶块；基于冷冻干燥方法，干燥获得二氧化硅气凝胶块或二氧化硅气凝胶粉末；基于化学气相沉积法，用气态硅氧烷疏水改性剂和含氨气体催化剂进行疏水改性，冷却后获得疏水性二氧化硅气凝胶粉末或疏水性二氧化硅气凝胶块；疏水性二氧化硅气凝胶块粉碎、研磨获得疏水性二氧化硅气凝胶粉末。本发明设计的制备方法，使用安全环保的硅氧烷疏水改性剂，可以减少改性剂使用量，减少改性剂处理时间，大幅度降低疏水性二氧化硅气凝胶的生产成本，大幅度提高二氧化硅气凝胶的改性效率。