本发明涉及一种有机无机杂化的高性能树脂增韧剂及其制备方法，增韧剂为空心或实心纳米粒子，由骨架和均匀分散在骨架中的二氧化钛构成，骨架由聚乙二醇‑b‑聚甲基丙烯酸甲酯构成；制备方法为：利用大分子自组装技术将所述聚乙二醇‑b‑聚甲基丙烯酸甲酯制成聚合物纳米粒子，在制备聚合物纳米粒子的过程中利用溶胶凝胶反应法在制备聚合物纳米粒子的体系中制备二氧化钛，制得有机无机杂化的高性能树脂增韧剂。本发明的方法制备简单，所得到的产品与环氧树脂相容性好，增韧效果好。