本发明公开了一种TiN/TiO2核壳纳米线阵列及其制备方法。该材料是以TiN纳米线为骨架，在TiN纳米线表面生长TiO2颗粒，形成核壳结构的纳米线阵列。制备过程为：将钛片先依次在NaOH溶液中进行水热反应、酸交换、NH3气氛中高温热处理，得到TiN纳米线阵列；然后将上述TiN纳米线阵列在TiF4或TiCl4水溶液中反应，最终得到TiN/TiO2核壳纳米线阵列。所得到的TiN/TiO2核壳纳米线阵列可提高TiO2电极整体的电导率和电化学活性，核壳结构的纳米线阵列作为锂离子电池负极时，还可大幅减小TiO2脱嵌锂时电子和锂离子所需的传输距离，进而提高其电化学性能。可用于锂离子电池和光催化等领域。