本发明公开了一种氮硫共掺杂三维二氧化钛纳米花光催化剂及其制备方法，所述制备方法首先以钛网为基底，以异丙氧基钛、乙酰丙酮、乙二胺四乙酸二钠为原材料，水热法制备三维二氧化钛纳米花；之后，以硫脲作为氮源和硫源，将其加入稀硝酸溶液中搅拌，再将混合溶液和附着有三维二氧化钛纳米花的钛网一并转移至高压釜中，进行水热反应，最终得到氮硫共掺杂的三维二氧化钛纳米花。本发明所制备的氮硫共掺杂二氧化钛纳米花有显著的光电和催化性能，归因于花状形貌突出的电荷分离效率、传质能力，以及氮和硫共掺杂的协同作用。