本发明提供一种新型的具有3D网状构造的负载贵金属纳米簇的SERS基底及其制备方法，利用水热反应法制备负载有钴酸镍纳米棒的碳纤维，使钴酸镍纳米棒在碳纤维上生长为规则的周期性3D网状结构，然后利用磁控溅射技术将贵金属纳米颗粒涂覆于上述负载有钴酸镍纳米棒的碳纤维表面，获得具有3D网状构造的负载贵金属纳米簇的SERS基底。其特点是形成的3D网状立体结构钴酸镍具有丰富的尖端和平整的表面，有利于贵金属纳米颗粒于其上形成大量的团簇结构，产生较强的SERS信号。同时，周期性的结构使得SERS热点均匀分布，在实际检测中具有稳定均一的信号输出。另外，由于承载物为碳纤维，使制备的SERS基底可弯曲，可裁剪，易携带，便于应用于临床生物医药检测。