一种梯度叠层涂层刀具及其制备方法，属于金属切削刀具技术领域，包括刀具基体，在所述刀具基体上具有多层涂层，其特征是，所述多层涂层从上至下依次是ZrTiN涂层、ZrTiN和ZrN交替的梯度涂层、Ti过渡层。本发明的涂层为采用电弧镀镀膜方法制备。本发明的涂层刀具兼顾了ZrN硬质涂层、ZrTiN硬质涂层以及梯度叠层结构的特点，既可提高涂层的硬度，又可提高涂层的整体强度和耐冲击性，显著提高涂层刀具的耐磨性，延长刀具的使用寿命。该梯度涂层刀具是一种新型复合超硬涂层刀具。