本发明涉及一种基于全氧化物单晶薄膜材料的磁隧道结及其制备方法，包括：半金属氧化物自由层；绝缘氧化物隧穿层，位于所述半金属氧化物参考层之上；半金属氧化物参考层，位于所述绝缘氧化物隧穿层之上；其中，所述半金属氧化物参考层和所述半金属氧化物自由层的半金属氧化物材料均为钴酸镍材料，且所述半金属氧化物参考层的厚度大于所述半金属氧化物自由层的厚度，以使所述磁隧道结的阻值在外部磁场的作用下发生改变。采用本发明的制备方法制备得到的磁隧道结材料具有更高的磁阻率和更快的响应速度，功耗更低，而且制备工艺简单，符合当今磁隧道结存储与传感器件小型化、高性能、高响应速率、低功耗的发展需求。