本发明涉及一种尺寸可控分子印迹聚合物磁性复合纳米颗粒及其制备方法。该纳米颗粒具有对模板分子专一识别能力的聚合物壳层和纳米尺寸的核，其特征是纳米颗粒的核为磁性纳米粉末，聚合物壳层尺寸通过原子转移自由基聚合反应时间控制。其方法是：首先在磁性纳米粉末表面接上原子转移自由基聚合反应引发剂，在催化剂的作用下引发原子转移自由基聚合反应，同时发生分子印迹聚合反应，在磁性纳米粉末表面形成包含模板分子的聚合物层，经模板分子洗脱得到尺寸可控分子印迹聚合物磁性复合纳米颗粒。该颗粒可用于相似化合物的分离、痕量化合物的分离和富集、模拟酶催化、传感器、医药等相关领域。