本发明公开了一种碳纤维增强树脂基复合材料界面微区组织调控方法，包括对碳纤维进行预处理，清除表面浆剂与杂物，然后清洗、干燥，得到表面洁净的碳纤维，将纯金属靶材装入多弧离子镀弧头之中，作为阴极，将预处理后的碳纤维装在真空室内转架上，对真空室进行抽真空和升温，然后通入氩气，在碳纤维表面富金属沉积，沉积完成后，取出样品，将样品用石墨纸包裹后放入石墨模具中，然后放入气氛保护炉或真空烧结炉中，将炉温升温至900～1100℃进行原位反应，最后随炉冷却，即获得改性碳纤维，将改性碳纤维与树脂溶液通过真空辅助树脂注射成型工艺，或是模压成型工艺，或是树脂传递模塑成型工艺处理，即可制备出碳纤维增强树脂基复合材料。