本发明公开了一种海水提取硫酸镁的方法，海水预处理后，纳滤系统设置原料入口、稀释水入口和回流水入口；预处理后海水加入纯水和/或结晶母液、和/或纳滤浓海水，经纳滤系统，根据纳滤浓海水与纳滤进水的比例，通过纯水的加入和纳滤浓海水、结晶母液的回流，调节海水中镁离子和钠离子之间的比例，并充分利用了纳滤海水、结晶母液中的Mg2+、SO42‑，纳滤浓海水经蒸发结晶得七水硫酸镁。本发明克服了传统方法的工艺流程长、进入蒸发结晶系统溶液中Mg2+和SO42‑含量低的缺点，使其有利于直接蒸发结晶析出硫酸镁，同时大大简化了硫酸镁生产工艺，最终实现了海水直接制取硫酸镁的目的，生产效率大大提高。