本发明公开了利用低温等离子体制备二硫化钼石墨烯气凝胶的方法，包括以下步骤：将水与石墨粉末混合，搅拌，搅拌同时进行低温等离子体照射，得石墨烯浆；向石墨烯浆中滴入硫酸，得酸性石墨烯浆；将三氧化钼加入到酸性石墨烯浆中，搅拌同时进行低温等离子体照射，得二硫化钼石墨烯浆；将二硫化钼石墨烯浆离心，进行固液分离，然后将固体部分进行冷冻干燥，得到二硫化钼石墨烯气凝胶。本发明还公开了二硫化钼石墨烯气凝胶。本发明基于低温等离子体系统中产生的紫外辐射和微波辐射实现二硫化钼和石墨烯均匀分散和混合，无需额外进行超声分散。本发明制备的二硫化钼石墨烯气凝胶吸附性能和析氢性能均高于传统方法制备的二硫化钼石墨烯气凝胶。