本发明公开了胺基增强石墨烯膜及制备方法，该方法包括步骤(1)将氧化石墨烯溶液、水溶性胺类交联剂和水溶性还原剂的混合物加入到扁平状中空反应器中；水溶性胺类交联剂为乙二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、氨、聚烯丙基胺和对苯二胺中的一种或多种；水溶性还原剂为抗坏血酸、抗坏血酸钠、柠檬酸钠、氢碘酸、氢溴酸、亚硫酸氢钠和硫化钠中的一种或多种；(2)于60～95℃下加热扁平状中空反应器；(3)将(2)得到的胺基增强石墨烯水凝胶干燥即得。本发明还公开了氮掺杂石墨烯膜及其制备方法，对上述胺基增强石墨烯膜进行热处理即可。本发明的方法简单，条件温和，得到的石墨烯膜结构均匀，机械性能优异。