本发明公开了制备超细晶镁锌锰合金的方法，首先将镁合金铸锭在380℃～440℃保温12～20小时，热水淬火冷却至室温，然后将该镁合金加热至200℃～250℃，保温20～48小时，冷却至室温进行时效处理，最后将时效后的镁合金在270℃～310℃进行挤压处理；挤压时挤压比为20-30，挤压速度2～5毫米/秒。采用本发明方法制得的镁合金与传统工艺所得镁合金相比，晶粒尺寸得到明显细化，力学性能大幅提高，具有非常好的强度与塑性的匹配；合金的各项力学性能均达到甚至超过商用含锆镁合金(如ZK60)，有效地扩大了镁-锰-锰系镁合金的使用范围，可以进一步替代含锆镁合金材料，应用于航空航天、军事、工业等领域。