本发明公开了一种碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法。它包括以下步骤：1）将碳纳米管均匀分散于对纯铝粉或铝合金粉呈化学惰性的分散剂中，得到碳纳米管分散液；2）将碳纳米管分散液与纯铝粉或铝合金粉混合均匀，随后烘干除去分散剂，得到混料；3）将混料在惰性气体保护下进行球磨；4）将球磨后的混料依次进行冷压成型、常压烧结、大气环境下热压致密化以及热挤压成型处理，即得。本发明在发挥碳纳米管自身优异力学性能增强铝基体的同时，还能够利用基体的加工硬化、晶粒细化强化共同作用增强铝基体，使得复合材料的抗拉强度和耐磨性大幅度提高，并且可具有优良性能的碳纳米管增强铝基复合材料的大规模工业化生产。