一种TiO2/Au纳米棒海胆状异质结构光催化剂及其制备方法，属于半导体光催化剂技术领域。将8～16mL、Au纳米棒质量为0.78～1.56mg的Au纳米棒胶体溶液通过离心分离的方法进行浓缩，浓缩到原体积的2～3％，然后向下层浓缩产物中加入去离子水10～30mL，室温搅拌10～20min后，再加入5～10mg/mL的钛盐水溶液0.5～1mL，混合物室温继续搅拌30～50min，随后在100～130℃下加热2～6小时，得到淡紫色的TiO2/Au纳米棒海胆状异质结构光催化剂。本发明制备的TiO2/AuNR海胆状异质结构光催化剂在可见光区展现了强的Au纳米棒的SPR吸收，及优良的减反射特性，可以捕获更多太阳光，同时AuNR可以提高光生电子和空穴的分离效率，此外海胆状结构具有大的比表面积，这些特性都有利于提高该光催化剂的催化效率。