本发明一种金属空心球复合材料的铸造模具及其制备方法，将金属基体放入模具三中，基体外径与模具三内径相等，将金属空心球放置于模具一内部上下两层金属丝网的中间，将装填有金属空心球的模具一放置于模具三之内，金属基体之上，将模具二套在模具一外部，置于模具三之上；将铸造模具放置于加热装置中进行加热至熔点以上，对模具一向下施加压力，使模具一向下运动至底，挤压模具三中的金属熔体向上填充进入模具一中，取出模具降温至室温得到金属空心球复合材料；本发明采用金属熔体在下、反向挤压填充的方法，提供了一种在无真空条件下简易实现的铸造模具和制备方法。易于在无真空条件下实现金属空心球复合材料的铸造成形，获得具有金属空心球在基体内排布均匀、结合良好的复合材料。