本发明公开了一种多孔二氧化钛-碳复合纳米空心微球的制备方法，包括如下具体步骤：将有机钛源溶于无水乙醇中，制得溶液A；将有机碳源和模板剂溶于无水乙醇中，制得溶液B；在剧烈搅拌下，将溶液B滴加到溶液A中，滴毕继续搅拌0.5～4小时；将得到的混合溶液加入溶剂热反应釜中，密闭反应釜，进行溶剂热反应；反应结束，自然冷却，离心分离，得到的产物用无水乙醇洗涤后进行干燥。由本发明制备方法可制备由TiO2-C复合纳米颗粒形成的多孔空心微球，能作为可见光催化剂高效地对有机污染物进行吸附与可见光催化降解，具有工业应用前景。另外，本发明的制备方法具有工艺简单、成本低廉、条件易控、无需特殊设备、适合规模化生产等优点。