本发明公开了一种可控气氛冷喷涂制备铜薄膜的方法,包括(1)将原始铜粉送入到粉末含氧量控制单元,将铜粉颗粒表面的氧化铜还原为铜,降低铜粉的含氧量;(2)将粉末含氧量控制单元处理后的铜粉送入到粉末粒度控制及送粉单元,对输入的铜粉进行分散、筛选,控制输出铜粉颗粒的粒度在设定范围内;(3)将步骤处理后的铜粉送入到可控氧分压腔室中的冷喷喷嘴中;(4)通过气体压力、流量和温度控制单元调控铜粉颗粒的速度和温度,在可控氧分压腔室中铜粉颗粒撞击基体沉积形成铜薄膜。本发明得到的薄膜组织致密、含氧量低,导电率不低于对应成分致密块材的80%,在环保和成本方面优于传统电解或电镀铜薄膜。