本发明公开了一种碳纤维复合球及其制备方法。一种碳纤维复合球，由硬质碳纤维球和硬质碳纤维球表面覆盖的树脂炭层构成。一种碳纤维复合球的制备方法，由纤维破碎混合、滚圆造粒、二次滚圆造粒、固化、炭化和石墨化步骤制备而成。本发明具有以下特点：使短切碳纤维或磨碎碳纤维定型，方便运输和使用；高炭纤维含量成球，提供了发达的孔隙结构，可以被应用于吸附、保温、相变储能载体等方面，扩展了短切炭纤维的应用领域；其制备工艺相对简单，尤其是相对硬质碳纤维保温毡，更适合大规模连续化生产。