本发明提供了一种氧化锆包覆碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法，通过醇热法在经酸洗后官能团化的碳纳米管表面沉积均匀的氧化锆颗粒，得到包覆氧化锆的碳纳米管增强相。将表面包覆氧化锆的碳纳米管与铝粉通过球磨法均匀混合并冷压制备得预制中间块，然后在高能超声过程中将其导入熔体中，持续超声一定时间后浇入预热后的覆膜砂模具中得到包覆氧化锆的碳纳米管增强铝基复合材料。本发明使包覆氧化锆的碳纳米管能够均匀分散在复合材料之中，改善增强相与基体间的界面结合，使制备的复合材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀性等优良综合性能。同时，熔铸法制备技术具有简单、安全、低成本等优点。