本发明公开了一种多元杂化无机单壳多温区相变微胶囊及其制备方法，该相变微胶囊包括有机相变芯材和包覆在有机相变芯材外的无机单壳层无机单壳层是多种无机壳层前驱体在微流控乳化界面相互竞争，原位生长而生成的多元杂化无机单壳层，有机相变芯材是由多种有机相变材料混匀的多温区多组分有机相变材料。在该相变微胶囊中，多元杂化无机单壳与传统单组分壳层或杂化多重壳相比，具有更好的强度及致密性，不易破裂，对芯材起到了很好的保护作用。该相变微胶囊，可根据实际情况合理搭配内部有机相变材料，使得该相变微胶囊具有多温区相变的特点，从而应用在不同的场景中。