本发明涉及一种碳化钛纳米颗粒增强镁基复合材料及其制备方法，所述方法：用水将碳化钛纳米颗粒与盐分散均匀，经烘干，得到碳化钛纳米颗粒与盐的混合物；将碳化钛纳米颗粒与盐的混合物置于高温条件下使盐熔化，得到熔盐基纳米流体；往熔盐基纳米流体中加入镁合金并使镁合金熔化，形成熔炼体系；将熔炼体系进行高温保温处理，再经凝固，得到复合材料；将复合材料进行热变形，得到碳化钛纳米颗粒增强镁基复合材料。本发明基于液态冶金法，在高温下，无需采用保护气，也能避免高温下镁合金熔体的氧化燃烧，不采用机械搅拌，也能实现碳化钛纳米颗粒与镁合金熔体的很好复合，可以避免复合材料中气孔、夹杂缺陷较多的问题，有利于提高材料的力学性能。