本发明公开了一种通过改变金属材料梯度纳米孪晶结构提高材料力学性能的方法，属于纳米结构金属材料技术领域。该方法是利用金属材料微观结构与力学性能的内在规律来提高材料力学性能；所述金属材料具有梯度纳米孪晶结构，所述金属材料微观结构与力学性能的规律是指通过改变纳米孪晶结构的梯度大小调控金属材料的力学性能。该方法综合了纳米孪晶强化和梯度结构两种强化方法，可显著提高金属材料的力学性能。利用电解沉积制备技术制备出的梯度纳米孪晶结构纯铜材料：屈服强度高达481±15MPa，抗拉强度高达520±12MPa，同时均匀延伸率可达到7±0.5％，断裂延伸率可达到11.7±1.3％％。