本發(fā)明涉及一種改性碳納米管陣列和彈性體復合材料及其制備方法。該改性碳納米管陣列的制備方法包括如下步驟：在第一基底上沉積碳納米管陣列；在第二基底上沉積高分子聚合物；及在保護性氣體氛圍下，對形成有碳納米管陣列的第一基底及形成有高分子聚合物的第二基底進行紫外光照射處理，以使高分子聚合物和碳納米管陣列進行接枝反應，得到改性碳納米管陣列，紫外光的照射功率為15mW～35mW，紫外光為照射波長為200nm～350nm的單色窄帶光，紫外光照射處理的時間為20min～50min。上述改性碳納米管陣列能夠用于制備較優(yōu)力學性能的彈性體復合材料。