本发明涉及复合材料制备的技术领域，具体涉及一种各向异性导热和热膨胀的铜‑金刚石复合材料的制备方法及其应用，包括以下步骤：取洁净处理后的纯铜片，在其表面涂覆微米金刚石和纳米铜粉混合颗粒，将已涂覆混合颗粒和未涂覆混合颗粒的纯铜片叠放、且混合颗粒位于叠层内部进行压制；将得到的样品包裹限位后在一定温度和压强下进行热压，冷却后即得到所述各向异性导热和热膨胀的铜‑金刚石复合材料。本发明的制备方法制备的各向异性导热和热膨胀的铜‑金刚石复合材料，相较于现有的各向同性的铜‑金刚石复合材料，能更大程度上发挥出材料本身的性能优势，更好地满足电子封装领域的需求。制备方法操作简单，可以实现工业规模化生产。