一种磁电复合多态存储器单元及其制备方法，包括在衬底上依次沉积底电极、铁电层和顶电极，所述底电极为铁磁层，所述顶电极为铁磁层或材料为Ag、Au、Pt、Cu或Al的薄膜层；该铁磁层的材料为La_1-xSr_xMnM_yO₃，其中0.15≤x≤0.5，0≤y≤0.1，M为Ag、Bi、Cu、Co、Ni和Sc元素中的至少一种；铁电层的材料为BaTiO₃；铁磁层与铁电层的材料均具有(110)取向；所述铁磁层与铁电层的厚度比为0.1-20。本发明的磁电复合多态存储器单元铁磁、铁电两相结构匹配及界面耦合性较好、成分控制容易、制备工艺简单，不仅实现了数据的多态存储功能，而且具有存储数据非易失性、数据读取简单、速度快，与传统半导体工艺兼容性较好等优点。