一种纳米氧化锆/环氧树脂复合材料及其制备方法属于材料制备技术领域。纳米氧化锆/环氧树脂复合材料包括氧化锆纳米粒子和环氧树脂，氧化锆纳米粒子能均匀分散在环氧树脂基体中，其添加量为环氧树脂的1～10wt％。方法包括：(1)采用溶胶‑凝胶燃烧法制备氧化锆纳米粒子；(2)利用硅烷偶联剂对其进行表面改性；(3)将改性氧化锆纳米粒子分散于环氧树脂中，形成均匀的纳米氧化锆/环氧树脂分散体系；(4)加入固化剂将其固化。本发明将通过改进溶胶‑凝胶法合成的ZrO2纳米粒子以偶联剂改性的方式引入环氧树脂体系中，使固化后树脂的韧性明显提高，极大增强环氧树脂的机械性能，且制备工艺简单、生产成本低、反应条件温和、可批量生产，能够满足航空航天和民用工业等多个领域对树脂材料的特殊要求。