本发明公开了一种多级深度还原制备纯净钛钽合金的方法及其制备的钛钽合金。所述制备方法的具体过程为：首先将氧化钛、氧化钽、还原剂和助熔剂混合、研磨、压片；然后采用焦耳加热法在氩气条件下进行快速燃烧还原除去大部分氧，酸浸除去杂质后得到初步还原样品；然后初还原样品与还原剂再次混合、压片，并在管式炉中高温下进行深度还原，再次酸浸后得到纯净的钛钽合金。该方法以钛和钽的氧化物为原料，在制备钛和钽的过程中实现钛钽合金化、均质化，简单快捷、成本低廉，所制备的钛钽合金混合均匀、产物纯净、无成分偏析、比表面积高、耐腐蚀性好，在生物医学、化工、及国防军工等领域具有广阔的应用前景。