本发明涉及一种提高钼及其合金溅射靶材晶粒均匀性的方法，包括1）将费氏粒度为2.0‑4.5μm的钼粉进行球磨、分级使得钼粉中1μm以下颗粒含量在5%以下，0.5μm以下颗粒含量在1%以下，然后与费氏粒度5‑20μm的合金粉混合均匀得到混合粉；2）将混合粉冷等静压压制成形，得到压制板坯；3）将压制板坯于1750‑2150℃烧结保温2‑8小时得到烧结坯；4）将烧结坯轧制变形得到轧制坯，开坯温度为1350‑1500℃，终轧温度为1100‑1400℃；5）轧制坯在真空或氢气气氛中于1050‑1250℃退火处理1‑4小时，即获得溅射靶材。该方法可以同时提高钼及其合金溅射靶材微小区域内和区域间的晶粒均匀性，使溅射镀膜微观和整体均匀性得以保障，从而提高相关电子元器件功能薄膜质量、寿命和产品的一致性。