本发明公开了一种纤维增强TiO2-SiO2气凝胶复合材料的制备方法，其制备方法主要包括以TiCl4和工业水玻璃为原料浸渗纤维毡或是纤维预制件形成复合凝胶，经溶剂置换、表面处理、干燥等步骤制得TiO2-SiO2气凝胶复合材料。该TiO2-SiO2气凝胶复合材料的制备工艺简单、原料易得、成本低廉、反应过程可控、可连续化生产，适合于大规模工业化生产与应用，其机械强度可达3.5MPa，650℃热导率达0.042-0.058W/m·K，800℃热导率可达0.060-0.076W/m·K。650℃处理10h，其收缩率不超过2%，可满足航空、航天、军事以及民用比较苛刻的热保护条件使用要求。