本发明属于涂层技术领域，具体公开了一种多层纳米复合刀具涂层及其制备方法，该涂层包括从内到外沉积于刀具本体表面的Ti金属结合层、TiZrAlSiCN主作用层和Al2O3表面抗氧化层；所述TiZrAlSiCN主作用层为纳米复合结构，具有超过70N的结合力，45GPa的硬度，低达0.3的摩擦系数；所述的Al2O3表面抗氧化层进一步提高涂层的在高温下的抗氧化能力；含有本发明上述涂层的刀具经切削实验表明其寿命可大幅度提高，在难加工材料的高速铣削加工中具有重要的应用。