本发明公开一种钛铝合金表面抗高温氧化和耐热腐蚀Al?Cr涂层，从表面至钛铝合金基体依次为富Al沉积层、Al?Cr合金层和Cr扩散层。富Al沉积层中Al含量保持不变。Al?Cr合金层中Al含量从外到内梯度下降至钛铝合金基体中Al含量的70％～100％，其余为Cr。Cr扩散层中Cr、Al的含量从外到内分别梯度下降至同钛铝合金基体中的Cr、Al含量，其余为钛铝合金基体中的其它各元素，均由零梯度上升至同钛铝合金基体中的含量。本发明还公开了其制备方法。本发明可赋予钛铝合金在高温长期服役条件下具有优良抗氧化性能和耐热腐蚀性能，而梯度成分的扩散层存在使其具有可靠的结合强度和优良的抗热震性能。