本发明提供了一种沥青基炭纤维增强热塑性树脂复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。本发明采用各向同性高纯可纺沥青，经熔喷技术获得超细纤维毡，再经预氧化和炭化制备沥青基炭纤维毡，经上浆剂和偶联剂复合改性得到改性沥青基炭纤维毡；所得的炭纤维毡与热塑性树脂薄膜叠层铺放，再热压成型，通过优化各工艺制备参数，最后制得CFRTP，密度1.0～1.5g/cm3，抗拉强度100～1500MPa，弯曲强度100～800MPa。本发明与现有的纤维增强树脂复合材料的制备方法相比，原料廉价易得、工艺简便、CFRTP性能优良。本发明方法可用于制备沥青基炭纤维增强热塑性树脂复合材料。