本申请公开了铌三锡超导线材热处理方法、制备方法及铌三锡超导线材，热处理方法包括：低温热处理：将铌三锡线材加热至205℃~215℃，保温48h‑96h；中温热处理：将铌三锡线材加热至395℃~405℃，保温40h‑60h；中高温热处理：将铌三锡线材加热至595℃~605℃，保温10h‑30h；高温热处理：将铌三锡线材加热至660℃~670℃，保温50h‑80h，获得铌三锡超导线材。本申请延长了低温保温时间，使Sn元素尽可能与Cu元素互扩散并固化，同时也增加中高温保温，使Ti元素充分熔于Sn元素中，提高Nb3Sn线材上临界磁场，提升临界电流值。