本发明公开了一种基于异质结构的金刚石基PN结及其制备方法，首先对异质衬底进行表面清洁处理；然后在异质衬底上制备金刚石籽晶；将异质衬底置于MPCVD腔体中，通入刻蚀气体和碳源气体，调整外延参数生长多晶金刚石，在生长多晶金刚石的同时伴随碳材料生成，形成多晶金刚石和碳材料交替分布的纳米金刚石层，纳米金刚石层在异质衬底的界面作用下形成异质外延N型纳米金刚石；之后继续外延P型多晶金刚石或者与采用MPCVD工艺制备的P型单晶金刚石键合得到金刚石基PN结。本发明金刚石基PN结制备工艺简单，可靠性好，相比现有材料制成的PN结能够承受更大的电压、产生更小的漏电流，形成更好的导通与截止性质。