本发明公开了一种形状记忆合金径向梯度薄膜及其制备方法，属于功能梯度形状记忆合金薄膜领域。本发明要解决狭小空间中需要薄膜具备微小型、高致密性的技术问题。本发明方法：一、Si片依次用去离子水、丙酮、无水乙醇超声清洗；二、通过光刻技术将设计的图形转移到步骤一处理后的Si片上，保证Si片凹槽深度是薄膜单层厚度的奇数倍；三、采用双靶溅射的方式，在惰性气体保护下将Ti和Ni交替溅射到步骤二处理后的Si基片上，磨平；四、然后旋涂PMMA，再置于HF溶液中去除Si片，将突出部分磨平；五、然后置于丙酮溶液中去除PMMA；六、重结晶退火。本发明应用于生物医疗、航空航天等领域，传统记忆合金一般会实现单方向的弯曲，径向梯度薄膜可以实现多方向的弯曲。