本发明公开了一种包覆无机钛层的UHMWPE复合材料及其制备方法，该制备方法为：(1)将UHMWPE、醇溶剂和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合，在室温和无氧条件下对物料进行辐照接枝，然后洗涤、干燥，得接枝产物；(2)对所述接枝产物进行表面无机钛层的包覆，反应后洗涤，干燥，即得。该包覆无机钛层的UHMWPE复合材料，表面的无机钛层与UHMWPE的结合力强，并且包覆层均匀，该复合纤维材料的力学性能好，并且无机钛层不会对UHMWPE基材产生光降解作用，该复合纤维材料可以与耐高温的热固性树脂进一步复合，用于制备适用于航空航天、交通运输等领域的先进复合材料。本发明的制备方法工艺简单、易行，适用性广。