本发明公开了一种FeCrAl/Al2O3复合涂层以及采用磁控溅射工艺在锆合金基体上制备FeCrAl/Al2O3复合涂层的方法。所属FeCrAl/Al2O3复合涂层由Al2O3涂层和FeCrAl涂层组成。Al2O3涂层在FeCrAl涂层和锆合金基体之间，Al2O3涂层厚度为0.5～2μm，FeCrAl涂层厚度为2～5μm。所述制备方法依次包括：锆合金基体磨抛处理；采用射频磁控溅射的方法在锆合金表面沉积Al2O3层；采用直流磁控溅射的方法在Al2O3涂层上沉积FeCrAl涂层；将样品从磁控溅射仪中取出后在氩气环境下进行热处理，温度600～800℃，时间1～20h。所述复合涂层在1000℃～1200℃高温水蒸汽环境中表现出比相同厚度单层FeCrAl涂层更加优异的抗高温水蒸气腐蚀性能，Al2O3层能有效阻止FeCrAl与锆合金之间在高温水蒸汽环境中的界面元素互扩散。