本发明公开了一种钛合金的超疏水复合膜层及其制备方法，属于复合膜层制备领域。本发明的制备方法，包括以下步骤：1)将钛合金进行微弧氧化处理，得到具有微弧氧化膜层的钛合金；2)将六偏磷酸钠和硅酸钠溶于水，配制水热反应液；将所述具有微弧氧化膜层的钛合金置于盛有所述水热反应液的反应釜中，进行水热反应，反应结束后，得到具有超疏水复合膜层的钛合金；本发明的制备方法，采用水热合成法在钛合金微弧氧化膜层上进行原位反应生成具有针状结构的膜层，起到了封孔的效果，针状结构的膜层与微弧氧化膜层结合良好。