本发明涉及纳米光电探测、纳米高温气敏探测器、半导体纳米材料与纳米技术领域，具体为一种Ga2O3纳米线阵列薄膜及其制备方法，所制备的Ga2O3纳米线阵列薄膜可用于纳米光电探测器、纳米高温气敏探测器或其他纳米光电子器件。该薄膜为外延生长的具有固定倾斜角度的一维Ga2O3纳米线阵列。Ga2O3纳米线阵列中单根氧化镓纳米线的直径为50～100纳米，纳米线长度为5～50微米，并且在纳米线表面自催化生成氧化镓纳米片。该Ga 2O3纳米线阵列薄膜采用一步法制备而成，制备的Ga2O3纳米线阵列薄膜尺寸及阵列密度可控，具有工艺流程简单，实施方便，重复性好，可大批量制备等优点。