本发明公开了一种具有不同刚度三维骨组织工程支架材料及其制备方法。首先将胶原与羟基磷灰石进行不同比例的混合，形成不同浓度梯度的胶原/羟基磷灰石混合乳液，再将制作好的脱细胞化骨浸入不同浓度的混合液中，灌流，轻轻振荡，在支架表面形成均匀的胶原/羟基磷灰石涂层，最后经过冷冻干燥和交联处理得到具有不同刚度的三维骨组织工程支架材料。该发明可在不改变三维支架微结构的情况下在支架表面形成不同刚度的基质，支架材料具有良好的生物相容性，利于不同干细胞的增殖与分化，而且原料成本较低，易于制作。