本发明公开了一种纳米碳铝复合导热材料及其在制备高功率LED光源散热器中的应用。所述的纳米碳铝复合导热材料，其包含如下重量份的原料：铝70～100份；硅1～3份；铁0.5～2份；锌0.1～1份；锶0.1‑1份；铜0.01～0.1份；碳纳米管0.1～1份；钛酸铋或改性钛酸铋15～30份。由于本发明所述的纳米碳铝复合导热材料具有较低的热膨胀系数以及较高的导热率，因此，将其应用于制备高功率LED光源散热器，可以提高高功率LED光源散热器的散热效率以及减少高功率LED光源散热器在温差较大的环境下使用发生变形的情况。