本发明提供了一种碳纳米管泡沫材料的制备方法。该方法以廉价的高分子泡沫为模板，通过控制实验条件使催化剂的原位生成、高分子模板的部分热裂解去除以及碳纳米材料的生长等过程同步进行，实现了碳纳米管泡沫的高效生长，其中碳纳米管沿着碳骨架三维方向缠绕交织成网状结构且具有多尺寸分布的孔径，所得材料具有大的比表面积和可控的孔隙率，良好的疏水性，优异的导电性，独特的空心骨架结构，在复合材料、传感、油水分离等领域具有应用价值。该方法通过优化反应条件，如气体流量、通气时间、反应温度、催化剂等，获得了具有泡沫结构的碳纳米管材料，对多种油和有机溶剂具有优异的吸附性能。克服了目前碳纳米管泡沫材料制备方法的不足。