本发明公开了一种轻金属或其合金表面氧化钛基陶瓷膜层的制造方法，包括将轻金属或者其合金的工件或覆有所述轻金属或者其合金的工件在电解槽中连续进行阳极等离子放电氧化与电化学沉积组合工艺处理，电解液为含有钛盐、pH值为1.5～5.0的酸性溶液，其中控制电解液为温度5～35℃，阳极等离子放电氧化阶段使用直流电，电化学沉积阶段使用交流电，其中电流密度为3～10A/dm2，电化学沉积时峰值电压为300～600V，处理时间为0.5～5分钟。本发明能够在轻金属或者其合金表面制作出高品质的氧化钛基陶瓷膜层，显著提高产品性能和良率，并大大提高制作效率。