本发明适用于新材料领域，提供了一种碳纤维表面处理的方法。本发明碳纤维表面处理方法包括低温等离子体轰击及氨水浸渍等步骤。本发明碳纤维表面处理方法，通过低温下发射的高能等离子体撞击碳纤维表面，使得碳纤维表层发生一系列物理化学变化，得到大量活化的活性碳原子，同时除去了碳纤维表面的薄弱层结构，改善表面物理形貌，减少碳纤维抗张强度的损失；通过将撞击后的碳纤维浸渍于氨水溶液中，在表面进一步引入含氮基团，在复合材料中实现碳纤维与树脂基体的有效粘结，提高碳纤维复合材料的层间剪切强度。本发明制得的碳纤维，其复合材料的层间剪切强度可超过100MPa，同时其碳纤维抗张强度的损失小于5%。