本申请公开了一种轮胎胎面橡胶组合物及其制备方法，属于橡胶材料技术领域。一种轮胎胎面橡胶组合物，按重量份计，包括：改性天然橡胶40‑60份，热塑性弹性体35‑50份，炭黑10‑20份，硫磺6‑10份，硬脂酸锌4‑8份，氧化锌2‑6份，硅烷偶联剂1‑5份，防老剂0.5‑3份，促进剂1‑3份；所述热塑性弹性体由第一组分、第二组分和第三组分组成；所述第一组分为聚十二内酰胺、聚己二酰己二胺或聚十二烷二酰己二胺；所述第二组分为丁基橡胶或溴化丁基橡胶；所述第三组分为乙烯‑醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐或乙烯‑丙烯橡胶接枝马来酸酐。该轮胎胎面橡胶组合物既能够改善轮胎的耐磨性，同时又可以降低其滚动阻力，有效延长车辆的使用寿命并提高燃油经济性。