本申请提供了一种热塑性介电功能梯度复合材料的制备方法，包括如下步骤：将梯度量的若干组分的介电无机填料分别与热塑性基体进行塑炼处理后得到若干热塑性介电功能复合混合料，将混合料分别进行压片处理，获得若干片的热塑性介电功能梯度复合片材；对若干片的热塑性介电功能梯度复合片材分别进行电学性能和加工性能测试得到性能模型；根据性能模型确定介电无机填料在热塑性基体中的最大含量；将低于介电无机填料最大含量的热塑性介电功能梯度复合混合料片材分别进行拉丝处理、熔融堆积成型，得到热塑性介电功能梯度复合材料。制备方法简单方便，此法成型速度快、制备效率高、成本低，具有较大的应用价值。