本发明公开了一种采用热丝化学气相沉积法制备纳米金刚石薄膜的方法。该方法仅以甲烷、氢气为反应前驱体，无需加入其它惰性气体，其中甲烷的含量大于6％，热丝温度控制在2000℃以上；反应压力控制在中等低压条件，最大压力可达到6kPa；衬底表面温度在750～850℃范围内。采用该方法制备的纳米金刚石薄膜，晶粒尺寸约为几纳米至几十纳米不等，薄膜生长速率大于500nm/h。本发明制备方法简单，反应气源单一，无需加入其它惰性气体，沉积速率快，远高于微波等离子体化学气相沉积等方法，制得的纳米金刚石薄膜质量高、分布均匀，且该方法非常适合大面积的金刚石薄膜。