本发明公开了一种混合碳纳米管薄膜及其制备方法，通过将不同量的催化剂和促进剂溶解在有机碳源中形成不同浓度的、均匀的溶液，然后将溶液注入多个雾化器中，雾化形成大小均一的微小液滴，在载气的带动下分别进入多管联排CVD反应器的不同的反应管内，在管式炉的高温区连续生成由不同碳纳米管组成的桶状气凝胶，将气凝胶加捻混合后再引导至旋转和水平往复运动的辊筒上，收集一段时间后即可获得混合碳纳米管薄膜；本发明利用浮动化学气相沉积法，通过改变催化剂、促进剂和碳源的种类和用量，最终获得了混合碳纳米管薄膜；本发明所制备的混合碳纳米管薄膜具有成本低、产量高、纯度高、杂质少、电导率和机械强度高等优点。