本发明提供了一种二氧化碳加氢制取异构烷烃的方法，在温度260～470℃，压力0.01～10.0MPa，空速500～40000mL/(h·gcat)，H2/CO2摩尔比为0.5～8.0的反应条件下，二氧化碳和氢气组成的混合气在一种多功能催化剂的催化作用下直接转化生成异构烷烃。所说的多功能催化剂由铁基二氧化碳加氢制低碳烯烃催化剂作为第一组分，与主要起到烯烃聚合异构化作用的金属改性或不改性分子筛的一种或两种以上作为第二组分混合而成。该方法中，单程CO2转化率控制在约40％，CO选择性15％以下时，烃产品选择性可达到80％以上，其中甲烷含量不高于10％，C4+烃含量可达80％，异构烷烃在C4+烃中占比可达80％。本发明开拓了一条从二氧化碳生产异构烷烃的新路线。