本发明属于纳米材料科学制备技术领域，公开了一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列及方法，选择离子液体做溶剂和水做溶质的电解质溶液，采用两电极法，钴金属箔为阳极，对电极采用惰性电极，在控制阳极氧化电压、离子液体中水的重量百分比和阳极氧化温度的条件下，在钴箔表面组装出四氧化三钴纳米管阵列，再控制升降温速率和恒温时间；在一定温度下，经恒温热处理得到孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。本发明设备简单，操作方便、环境友好。优选电导率高的电解质，有利于提高阳极氧化过程中四氧化三钴的溶解速率和溶解产物迁移速率，易于管状四氧化三钴的形成，组装得到的四氧化三钴结晶度高。