本发明提供了一种用于热固性树脂增韧的核壳粒子、复合材料及制备方法，属于热固性树脂基复合材料技术领域。本发明利用相反转乳液聚合法，在环氧树脂固化体系中原位加入橡胶增韧相形成增韧改性的环氧树脂复合微球，然后利用固化后环氧树脂复合微球丰富的羟基基团对其进行表面环氧硅烷化改性，将其作为软核部分，选用芳香结构二酐和芳香结构二胺聚合得到的聚酰亚胺并用氨基或羧基进行封端作为壳层部分包覆在核表面；所述橡胶增韧相是可控水解共缩合制备侧基带有功能性胺基的聚硅氧烷低聚物。该核壳粒子结构稳定可控，与热固性树脂间具有良好的相容性，可以显著提高热固性树脂的韧性，又能不降低基体树脂的模量和耐热性。