本发明公开了一种通过三维连续析出相提升AZ系镁合金强度的方法：S1、固溶处理：对AZ系镁合金挤压板材/轧制板材进行固溶处理；S2、一次变形‑时效：对步骤S1处理后的镁合金沿ED方向或RD方向加载，引入#imgabs0#拉伸孪晶，诱导镁合金晶粒在ED方向或RD方向发生全孪生，然后对孪生样品进行第一次人工时效处理；S3、二次变形‑时效：对镁合金沿TD方向压缩变形，进行第二次人工时效处理；S4、三次变形‑时效：对镁合金沿ND方向压缩变形，进行第三次人工时效处理。本发明工艺流程操作简单、成本低，对镁合金的强度提升作用显著，并同步提升其塑性，极大的提升了AZ系镁合金的应用潜力。