本发明涉及涉及一种Mo金属掺杂复合类金刚石涂层钛合金人工骨关节及其制备方法，属于生物医用材料技术领域；具体包括钛合金人工骨关节基体和钛合金人工骨关节基体上附着的类金刚石涂层，类金刚石涂层由金属结合层Cr、中间过渡层CrN和顶层功能层Mo-DLC构成；Cr金属结合层采用多弧离子镀技术制备，中CrN过渡层采用多弧离子镀技术制备，功能层Mo~DLC采用多弧离子镀结合单极脉冲直流磁控溅射技术制备；制备方法包括钛合金人工骨关节的辉光清洗、金属层的沉积、渡层的沉积、功能层的沉积、冷却五个步骤；采用该方法制备的人工骨关节，具有硬度高，耐磨性好、低摩擦系数、抗粘着性、抗疲劳性好、低内应力的性能同时具有优良的生物相容性。