本发明涉及一种图案化二氧化钛纳米线阵列及其制备方法,本发明首先结合光刻工艺在含有氧化层的基底表面刻蚀出周期性结构,之后在此结构上沉积二氧化钛晶种,并借助毛细作用力的引导使晶种富集在基底表面凹陷处,再结合二氧化钛纳米线的水热生长技术,实现了二氧化钛纳米线阵列的图案化制备。与现有技术相比,本发明在单晶硅表面刻蚀形成三维微纳结构,并利用毛细管力诱导晶种沉积,可精确控制二氧化钛纳米线的生长区域,适用于对大面积基底的处理,且掩膜板可重复利用,适合规模化连续加工；加工方便、成本低廉,可实现二氧化钛纳米线阵列的大面积图案化制备,在纳米传感器、光电功能器件和光催化等领域具有广阔的应用前景。