一种微纳米尺度下核壳结构复合纤维及其制备方法，属于功能性纤维的制备技术领域。本发明公开的复合纤维的核材为功能性微球/微囊，壳材为油溶性高分子聚合物或水溶性高分子聚合物；被包埋的功能性微球/微囊分布于所述高分子聚合物纤维的内部，形成核壳结构复合纤维。本发明还公开了利用电纺丝技术设备制备所述复合纤维的制备方法，其特点是将制备的具有多相组分的聚合物纺丝液，利用高压电场的作用直接形成聚合物纤维和微球/微囊的复合包埋结构。本发明所述的制备复合纤维方法具有包埋效率高，产品结构稳定，生产连续性强，可规模扩大化的优点，因而在生物医学，制药工程，光电功能材料，过滤净化等方面具有广阔的应用前景。