本发明属于纤维增强树脂基复合材料领域，特别涉及一种在纤维表面构筑具有协同增强作用的耐高温刚柔结构制备复合材料的方法，包括碳纤维的抽提、碳纤维的氧化、碳纤维表面构筑刚性结构、碳纤维表面构筑耐高温“刚性‑柔性”结构以及耐高温碳纤维与环氧树脂复合材料的制备。碳纤维与环氧树脂复合材料界面处的具有协同增强作用的“刚性‑柔性”结构，可有效发挥化学键合作用和机械啮合作用，并可形成耐高温的梯度模量界面层，在高温下，可以均匀有效的将应力从树脂基体传递到纤维表面，从而提供具有耐高温的高性能纤维增强树脂基复合材料。制备得到的复合材料材料具有优异的耐高温界面及机械性能。