本发明涉及一种半导体Ta₂O₅-NaTaO₃复合纳米纤维及其制备方法，其为在一维纳米线模板上长纳米颗粒的异质结构，直径为80-120nm，采用下述方法制得，包括有以下步骤：1）将氢氧化钠溶于无水乙醇溶液；2）将所得混合溶液加入到Ta₂O₅纳米线前驱体中，均匀混合；3）将混合液转入反应釜中，反应得到白色溶液；4）自然冷却后洗涤，并置于烘箱中使其完全烘干，得到白色粉末即为Ta₂O₅-NaTaO₃复合纳米纤维。本发明的有益效果是：本发明工艺简单，通过简单的膜板法和水热法即可合成，符合绿色化学的要求，利于市场化推广。具有较好的能带结构，能有效的增大光催化产氢效率。