本发明公开了一种空心玻璃微珠改性环氧树脂复合材料的制备方法，是通过添加有机蒙脱土和变温分段浇注固化的方法制备空心玻璃微珠改性环氧树脂复合材料。该方法能有效地防止低密度填料的析出，解决复合材料的相分离问题、实现空心玻璃微珠在基体中的均匀分散。该方法同时能消除环氧树脂复合材料制备过程中产生的气泡，减少复合材料的内部缺陷。