本发明公开了一种三维分级多孔氮掺杂碳包硅复合材料的制备方法及应用，该方法利用高压溅射法将有机金属框架与纳米硅以及聚丙烯腈混合，在保护气氛中高温焙烧碳化后，用盐酸除去有机金属框架中的金属氧化物，经过洗涤、干燥即制得三维分级多孔氮掺杂碳包硅复合材料（3D NPC@Si）。该方法对于合成组分可控、结构可控、高的比表面积以及良好的结构稳定性的锂离子电池负极材料提供了很大的可行性。该方法简单易行，成本低廉，所制备的复合材料具有较高的比表面积、良好的电子传导性以及较好的结构稳定性。在锂离子电池负极材料中表现极好的电化学性能，具有很好的工业应用前景。