本发明公开的高Z元素–天然皮革复合材料的制备方法是将按常规鞣制工艺生产的皮革浸渍在含有高Z元素的盐溶液中，利用皮革中大量活性官能团与高Z元素离子进行结合，获得高Z元素纳米粒子–天然皮革复合X射线屏蔽材料。本发明提供的方法制备工艺简单可控，材料来源丰富，价格低廉，反应条件温和，不需要特殊的加工设备，易于工业化放大生产。通过本发明方法制备的高Z元素–天然皮革复合材料密度小、质量轻，将其应用在X射线屏蔽时，该材料具有优异的屏蔽性能，且降低了二次辐射。此外，该材料既解决了传统高分子屏蔽材料机械性能差的缺点，又提供了良好的穿着舒适性。