本发明公开了一种非均质结构热防护针刺复合材料及制备方法，属于功能复合领域。本发明的非均质结构热防护针刺复合材料中A层是以碳纤维平纹布与碳纤维网胎交替铺层得到，B层是氧化铝纤维平纹布和氧化铝纤维毡交替铺层得到，C层为氧化铝薄膜；本发明的A层、B层和C层之间通过针刺得到针刺预制体，再通过化学气相沉积工艺、浸渍氧化铝浆料，烧结，得到非均质结构热防护针刺复合材料。本发明制备的非均质结构热防护针刺复合材料可以同时兼顾耐高温和隔热性能。