本发明公开了一种基于碳纳米材料的核壳结构纤维及其制备方法,首先,将碳纳米材料均匀分散于有机溶剂中,随后将其与有机硅橡胶均匀混合,制成核层纺丝原液,壳层纺丝原液为纯液态硅橡胶;其次,采用两个注射泵将核层纺丝原液和壳层纺丝原液通过同轴纺丝针头注入凝固浴中固化成形,随后将固化的复合纤维通过洗涤池清洗,并采用收集装置收集。最后,将复合纤维进行干燥处理或者还原处理,便得到连续的核壳结构的复合纤维。本发明制备方法简单,成纤量大,纤维直径可控,制备的核壳结构纤维具有柔性和优良的拉伸特性,克服了现有碳纳米材料复合纤维拉伸率低、力学强度低等缺点,可用于传感器、柔性导线、可穿戴电子设备等领域,具有广阔的应用前景。