本发明属于光催化材料技术领域，尤其涉及一种具有光学特性和整流效应的复合多层薄膜材料及其制备方法。本发明提供了一种复合多层薄膜材料，包括交替设置的CuCrO2薄膜和CuO薄膜；交替设置的一层所述CuCrO2薄膜和一层所述CuO薄膜为一周期，所述交替设置的周期为6～14；所述CuCrO2薄膜和所述CuO薄膜的厚度比为1：2。结果表明，本发明复合多层薄膜具有光学特性和整流效应，光吸收性能强，能够有效促进光生载流子的分离与迁移，提高光解水制氢反应时的效率，在太阳能利用和环境保护方面具有很大的应用前景。本发明还提供了一种复合多层薄膜材料的制备方法，该制备方法操作简单，成本低。