本发明属于金属高温合金制备技术领域，公开了一种双态结构的高强韧钛基高温合金及其制备方法与应用。该高温合金包含以下按原子百分比计组分：Ti64～68at.%，Nb8～18at.%，Cu6～10at.%，Ni5～8at.%，Al3～8at.%，以及不可避免的微量杂质；其结构由魏氏结构基体和等轴状(Cu,Ni)-Ti2相组成。本发明还公开了其制备方法，先利用高能球磨制备合金粉末，再采用脉冲电流快速烧结合金粉末，工艺条件如下：脉冲电流的放电等离子烧结系统，800～1000℃烧结温度、30～400MPa烧结压力下烧结5～25min，即获得双态结构的高强韧钛基高温合金。