本发明提供了一种石墨烯膜的制备方法。本发明先制备得到氧化石墨烯，然后将得到的氧化石墨烯，与金属反应，得到金属氧化物/还原氧化石墨烯复合物；除去金属氧化物后，得到还原氧化石墨烯溶液；将基底置于烧杯中，加入蒸馏水，逐滴加入还原氧化石墨烯溶液，在水面形成还原氧化石墨烯膜，然后用吸管将多余的水缓慢的吸出，将基底干燥后即得到所述的石墨烯膜。重复上述步骤，可以得到不同层数的石墨烯膜。本方法将还原氧化石墨烯直接自组装成膜，方法简单，条件温和，适用于多种基底石墨烯膜的制备，并且制备方法对基底无损害。