本发明公开了一种三氧化二铁修饰的碳纳米管磁性复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)室温下，将碳纳米管分散在十二烷基磺酸钠溶液中，经洗涤、干燥后加入到可溶性铁盐溶液中，用碱溶液调节pH值，过滤，干燥，获得氢氧化铁修饰的碳纳米管；(2)将获得的氢氧化铁修饰的碳纳米管在惰性气氛中，从室温升至250℃，保温，再升温至400～700℃，保温，在惰性气氛下冷却至室温，即为三氧化二铁修饰的碳纳米管磁性复合材料。本发明方法简单，制备性能优良的软磁材料，在高密度磁记录材料，吸波材料，静电复印用墨水、宽带域变压器，噪声滤波器通讯用变压器等领域具有良好的应用前景。