本发明公开了一种贵金属‑氧化石墨烯基复合催化剂及其制备方法，该制备方法是采用使贵金属形貌受控的光沉积的方法，使贵金属经光沉积到还原氧化石墨烯上形成规整形貌的贵金属纳米晶，包括如下步骤：将纳米半导体和氧化石墨烯溶液均匀混合，得到半成品复合基溶液；将半成品复合基溶液至于光反应器中，加入牺牲试剂，全程搅拌并通入气体；通过受控光源照射得到半导体‑还原氧化石墨烯复合基；向半导体‑还原氧化石墨烯复合基中加入贵金属前驱液，得到半成品催化剂；通过受控光源照射半成品催化剂，得到贵金属‑氧化石墨烯基复合催化剂。该复合催化剂具有特定的晶面和形貌，且分散均匀，可广泛应用于化工、能源、环境、生物医学等领域。