本發明公開了一種基于碳納米材料的核殼結構纖維及其制備方法,首先,將碳納米材料均勻分散于有機溶劑中,隨后將其與有機硅橡膠均勻混合,制成核層紡絲原液,殼層紡絲原液為純液態硅橡膠;其次,采用兩個注射泵將核層紡絲原液和殼層紡絲原液通過同軸紡絲針頭注入凝固浴中固化成形,隨后將固化的復合纖維通過洗滌池清洗,并采用收集裝置收集。最后,將復合纖維進行干燥處理或者還原處理,便得到連續的核殼結構的復合纖維。本發明制備方法簡單,成纖量大,纖維直徑可控,制備的核殼結構纖維具有柔性和優良的拉伸特性,克服了現有碳納米材料復合纖維拉伸率低、力學強度低等缺點,可用于傳感器、柔性導線、可穿戴電子設備等領域,具有廣闊的應用前景。