本发明公开了一步法制备黑色氧化钛/氧化铝复合陶瓷涂层的方法，由以下步骤组成：1)以钛合金或铝合金作为基体材料，进行除油清洗处理；2)配置微弧氧化处理用的电解液；3)采用高压高频双极脉冲的微弧氧化电源，以步骤1)的基体材料为阳极，不锈钢为阴极，将步骤2)所述的电解液加入微弧氧化电解槽内，调节相应的微弧氧化电源工艺参数并控制电解液温度，反应一定时间后即可在基体材料表面获得黑色氧化钛/氧化铝复合陶瓷涂层。工艺简单、成本低廉、可大面积制备且对工件本身没有特殊形状的约束适用于工业化批量生产，且制备的黑色氧化钛/氧化铝复合陶瓷涂层具有较高的显微硬度和耐磨损性能，可应用于航空航天、石油化工管道及国防武器装备等领域。