本发明公开了属于化工材料制备技术领域的一种双层核壳结构相变微胶囊的制备方法。具体方法包含：将相变材料、自由基聚合单体、油溶性缩聚单体混合得到分散相，使用水溶性缩聚单体的水溶液作为连续相，在微结构设备中利用剪切作用将分散相剪切成尺寸均一的微米级液滴群，并通过微通道的限域空间强化液滴与连续相溶液间的相间传质，实现在液滴表面的快速可控缩聚反应，快速形成外壳层。最后通过升温实现微球内部单体的自由基聚合得到内壳层，得到双壳层结构相变微胶囊。所述方法得到的微胶囊尺寸均匀，粒径能实现在20‑550μm均一灵活调控，且双层核壳结构保证牢固包覆，微胶囊包覆效率能达90％，适用于长时间的相变循环。