本发明公开了具有层状和空心陶瓷球复合结构的铝基复合材料及其制备方法,属于复合材料技术领域。该复合材料具有陶瓷层与铝合金层交替叠层而形成的层状结构,同时在层状结构中具有随机分布的空心陶瓷球,而空心陶瓷球中又具有纳米陶瓷纤维增强。该复合材料是先以纳米陶瓷颗粒为原材料通过自组装方法形成具有层状和空心陶瓷球复合结构的多孔陶瓷,再通过液相浸渗方法将上述多孔陶瓷与铝合金复合而形成的。性能测试表明,与不含空心陶瓷球结构的层状铝基复合材料相比,本发明制备的具有层状和空心陶瓷球复合结构的铝基复合材料的密度更低,比强度更高,因而有利于实现更优的结构减重效果。