本发明属于钛铝复合材料领域，具体涉及一种Ti2AlC/TiAl仿生微纳叠层复合材料及其制备方法。该Ti2AlC/TiAl仿生微纳叠层复合材料中，多个片状TiAl单元之间复合有Ti2AlC层；所述片状TiAl单元的厚度为微米级，所述Ti2AlC层的厚度为纳米级。本发明的仿生微纳叠层复合材料，以微米级TiAl层为“砖石”，以纳米级Ti2AlC层为“黏泥”，形成“砖砌式”微纳叠层结构；这种叠层结构能够通过多尺度下对裂纹偏转、钝化和桥接，有利于同时提高Ti2AlC/TiAl复合材料的强度和塑韧性。