利用3D打印技术制备碳纤维反射镜的方法，属于光学元件制备技术领域。解决了现有技术中碳纤维反射镜的制备工艺不适合大口径球面镜、非球面镜及具有复杂轻量化结构的反射镜的制备的问题。本发明的方法，先制备反射镜面板模具，然后制备反射镜面板、反射镜轻量化结构和反射镜基板，然后将反射镜面板的碳纤维浸布面粘接在反射镜轻量化结构的上表面上，将反射镜基板粘接在反射镜轻量化结构的下表面，修边，得到反射镜镜坯；再在反射镜镜坯的树脂层的上表面制备金属层；最后对金属层抛光或车削，完成碳纤维反射镜的制备。该方法减少了加工时间，降低了成本，提高了加工精度，适用于大口径球面、非球面及复杂轻量化结构反射镜的加工。