本发明公开了一种反挤压梯度热变形及梯度热处理的高通量制备方法及装置，包括如下步骤；步骤S1：开启加热电阻丝加热到预设温度，压头挤压坯料，使坯料充满模腔；步骤S2：当坯料充满模腔时，关闭加热电阻丝；步骤S3：开启冷却水，坏料从上到下的冷却速度逐渐减慢；步骤S4：当冷却到预定温度时，退出压头、凹模模具底部模座，通过顶料杆顶出坯料，一次挤压获得两块梯度样品；步骤S5：获得晶粒梯度分布、第二相梯度分布的组织；本发明的制备方法，有效实现了金属材料的梯度热变形及梯度热处理，可高效获得具有晶粒梯度分布、第二相梯度分布及性能梯度分布的金属材料，实现了金属样品的高通量制备加工，具有效率高、成本低的优点。