本发明属于无机非金属材料及电化学的技术领域，公开了一种三维多孔石墨烯材料及其制备方法与应用。所述方法为（１）将氧化石墨烯或改性的氧化石墨烯用去离子水超声分散稀释，得到稀释液；在搅拌条件下，向稀释液中依次加入间苯二酚与醛，搅拌反应，超声处理，然后置于水热釜内进行水热反应，得到粗产物；将粗产物进行洗涤，干燥，得到表面截枝的氧化石墨烯；（２）将表面接枝氧化石墨烯浸泡于强碱溶液，搅拌，过滤，得到粗产物；将粗产物置于管式炉内，在氮气氛围下进行灼烧，然后采用稀酸溶液进行离心洗涤，干燥，得到三维多孔石墨烯材料。所制备的材料具有比表面积大、结构稳定以及电化学性能高等优点。