本发明涉及吸波材料技术领域，具体涉及一种核壳磁性纳米洋葱碳基复合材料及其制备方法和应用。本发明提供了的核壳磁性纳米洋葱碳基复合材料的制备方法，包括以下步骤：在晶须状Ni‑Fe‑Cr合金催化剂的作用下，甲烷进行原位催化裂解反应，得到核壳磁性纳米洋葱碳；将所述核壳磁性纳米洋葱碳和多壁碳纳米管混合，经超声喷雾造粒后，得到核壳磁性纳米洋葱碳基复合材料。本发明制备的复合材料一方面能够充分发挥磁性纳米洋葱碳的磁损耗特性，另一方面又利用多壁碳纳米管的存在提高了复合材料的介电性能，本发明制备得到的复合材料在结构上更有利于入射电磁波的反射损耗，从而有利于电磁波的衰减和吸收。