一種氧化石墨烯/炭黑橡膠納米復合材料及其制備方法，屬于橡膠納米復合材料技術領域。其基本組成和質量份數為;二烯系橡膠基體 100份，氧化石墨烯0.5～5份，平均粒徑為11～30nm的硬質炭黑 30～70份，增塑劑1～10份，活性劑6～10份，防老劑0.5～4份，硫化促進劑1～4 份，不溶性硫磺1～6份;氧化石墨烯改性劑。將氧化石墨烯粉末分散在去離子水中超聲，加入天然橡膠乳液，絮凝、洗滌、干燥的母膠，與其他添加劑混煉均勻，硫化即可。本發明有優良的加工性能，并且可明顯降低復合材料的動態生熱，提高輪胎的使用壽命。