本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种高温下力学性能优异的轻质型复合材料及其制备方法。通过氧化处理，在碳质颗粒表面形成酸性的含氧官能团；碳纤维经过氨气处理，与碳质改性剂通过静电相互作用形成强劲的化学结合，在碳纤维表面粘附上纳米碳质改性剂；避免了有机物在高温下分解、熔融而带来结构不均、力学性能恶化、耐温性能下降等严重问题；避免短切碳纤维在改性过程中团聚、粘连等现象而影响后期纤维在树脂基体中的分散问题；制备的复合材料可制备成各种形态结构件及零部件，尤其是结构复杂的异形构件，制品加工简单、精度高，应用在高温情况下（使用温度≥330ºC）要求力学性能优异的领域。