本发明公开了一种超强韧碳基表面防护涂层,该涂层是由碳元素、碳化物形成金属元素、弱碳化物形成金属元素组成,涂层中,碳元素以无定形形式存在,形成碳无定形网络,碳化物形成金属元素与碳结合形成碳化物纳米颗粒,弱碳化物形成金属元素以金属态纳米颗粒存在,碳化物纳米颗粒和金属纳米颗粒镶嵌在碳无定形网络结构中,颗粒与颗粒之间由无定形碳分离;在制备时,通过在碳基涂层中同时引入碳化物金属元素和弱碳化物金属元素,可在提高涂层硬度、降低应力的同时,增强涂层的柔韧性和附着力,改善涂层抗摩擦磨损性能和热稳定性能,使得涂层更适用于更苛刻的应用环境,实现更佳的表面防护效果。