本发明公开了一种在碳基材料表面制备抗高温氧化复合涂层的方法。本发明首先利用氟盐盐浴的方式在碳基材料表面制备出Mo2C涂层；然后在具有Mo2C涂层的碳基材料表面涂覆硅泥，在惰性气氛或真空环境中进行特定的高温处理，液态硅渗透到Mo2C涂层的孔隙中使涂层进一步致密化，Mo2C与Si相互浸润形成表面致密的由硅、硅化钼所构成的抗高温氧化的复合涂层。本发明还公开了一种碳基材料，其表面具有使用本发明方法制备的抗高温氧化复合涂层。本发明具有工艺操作简单、实现成本低、涂层致密的优点，尤其适用于形状结构复杂或不规则的碳基材料部件的涂装。