本发明披露了一种纳米复合材料以及使用纳米复合材料的热塑性纳米复合材料树脂组合物。该纳米复合材料包括约100重量份的橡胶改性的接枝共聚物以及约0.1－50重量份的胶态金属或金属氧化物纳米颗粒。该胶态金属或金属氧化物纳米颗粒被约束在橡胶改性的接枝共聚物的表面上。该热塑性纳米复合材料树脂组合物包括约10－40重量份的纳米复合材料和约60－90重量份的热塑性树脂。该热塑性纳米复合材料树脂组合物具有良好的机械性能，如冲击强度、拉伸强度、以及模量。