本发明公开一种以石墨烯为骨架的基因载体及其制备方法，所述以石墨烯为骨架的基因载体包括石墨烯、聚多巴胺和阳离子多聚物。本发明通过使多巴胺包覆在石墨烯表面并形成聚多巴胺层，增大了石墨烯作为基因载体材料时的水溶性和生物兼容性，然后进一步在该聚多巴胺层的表面包覆上一层阳离子多聚物，降低了阳离子多聚物作为基因载体材料时的细胞毒性，如此，得到的以石墨烯为骨架的基因载体具有更好的水溶性和生物兼容性以及更低的细胞毒性。