本发明属于X射线成像技术领域，特别涉及一种三维纳米X射线显微镜专用样品的制备方法。该方法包括如下步骤: 选择初加工方法制备初始样品:根据材料硬度选择砂纸， 将初始样品打磨到粗糙度小于3微米; 选择锋利度高的刀片，刀片边缘形貌为直线， 能够切出直线度好的边，在初始样品上采取两刀法切取尖角样品: 选择快干胶， 将尖角样品粘在大头针或类似金属棒材一端， 放置24小时后， 进行三维纳米X射线显微镜不同空间分辨率和不同衬度的三维成像测试。本发明可以大大减小样品制备难度， 满足不同材料50纳米空间分辨三维成像的需求。利用三维纳米X射线显微镜获得金属、陶瓷和复合材料等多尺度构筑非均匀材料内部更多的结构信息。