本发明提供了一种表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:将预处理后的PCBN刀具在纳米金刚石粉中进行干抛至光亮,然后置于基台上,放入微波等离子体化学气相沉积系统中抽真空,抽真空后通入第一反应源气体;开启微波等离子体化学气相沉积系统,微波激发第一反应源气体产生等离子体球,然后通入第二反应源气体开始沉积,沉积完成后得到表面具有纳米金刚石薄膜涂层的PCBN刀具;所述制备方法优化了微波等离子体化学气相沉积工艺,通过调控制备条件,在刀具表面均匀沉积纳米级金刚石涂层,有效提高了金刚石涂层的薄膜质量与稳定性,延长了刀具的使用寿命,具有较好的工业化应用前景。