本发明公开的一种具有梯度结构的高强TWIP钛合金及其热轧方法，将合金在马弗炉中1000～1200℃下的β单相区保温1～2h，然后淬火至室温获得均匀的β相，将得到的合金再次升温至相变点以上，并且保温10‑20min后进行轧制，最后将轧制得到的板材在780～800℃之间保温5～20min后淬火至室温，得到具有梯度组织的单相TWIP钛合金；通过上述方法制备的梯度结构TWIP钛合金，可以分别获得屈服强度720MPa，抗拉强度801MPa，断裂延伸率34.5％和屈服强度900MPa，抗拉强度1100MPa，断裂延伸率23.5％的不同强塑性组合，具有优异的力学性能。