一种石墨烯-铜纳米粒子复合材料及其制备和应用,在经打磨好的玻碳电极或经过表面处理干纯的纯钛片上,形成具有三维构造无规律多级叠加的石墨烯片层,各个石墨烯片层大小不一,且有不同方向叠加石墨烯片层,部分石墨烯片层有翘起;铜纳米粒子密集的复合在石墨烯片层上。本发明个还提供了上述一种石墨烯-铜纳米粒子复合材料的制备方法,该方法简单易行,绿色环保,并且由该方法制备的石墨烯-铜多级纳米结构修饰的玻碳电极在电化学传感器方面具有很好的应用。