本发明提出了一种新型高导热石墨烯/石墨树脂复合材料及其制备方法，包括石墨烯0.05～5wt％，胶粘剂1～10％，石墨5～50wt％，基底树脂35～93.95wt％，石墨烯和石墨发生协同作用在导热复合材料中构成独立导热网络。首先在常温下将石墨烯与胶粘剂混合，搅拌均匀，让石墨烯均匀分于胶粘剂中。然后将石墨烯胶粘剂跟球状树脂加入到高速分散机中混合均匀。再将石墨加入，继续混合，形成具有内中外三层结构的核壳式导热球体。将球体放置到恒温干燥箱中干燥，去除胶粘剂中水分。最后通过压制成型。所述导热复合材料的导热系数最高可达5.2W/mK。该导热复合材料可广泛用于集成电子元件等电子元器件的散热领域。