一种纳米复合结构Mg₂Si基热电材料及其制备方法属于半导体热电材料制备技术领域。按化学计量比取Mg、Si、Sn单质原料高频感应熔炼成铸锭；将熔炼好的铸锭破碎装入下端开口的石英玻璃管内，然后竖直置于感应熔炼线圈中，快淬炉腔体抽真空后再冲入保护气体，感应熔炼使块体达到熔融态将熔体喷到铜棍上甩出，成带材，收集带材；将带材置于氩气保护气氛手套箱中研磨成粉，后放电等离子烧结成块体。本发明简单可行，工艺流程短，可以有效抑制Mg的氧化，工艺参数控制容易。样品中存在非晶/纳米晶的纳米复合结构，晶粒尺寸得到显著细化，晶粒尺寸分布可控，增加了电子和声子的散射，塞贝克系数大大上升，提高了材料的热电性能。