本发明提供了一种臭氧改性木质素螯合肥料及其制备方法，该方法以木质素为原料，将木质素经碱调、臭氧氧化、碱调、与氯乙酸反应、酸调、与中微量元素螯合等反应制得臭氧改性木质素螯合肥料。该方法首先使用臭氧对木质素进行氧化，降低木质素的分子量，提高木质素中羟基和羧基的含量，之后进一步醚化，增加木质素中羧基含量，提高了木质素的螯合能力，然后利用螯合力强的改性的木质素和中微量元素的协同作用，制备出螯合肥料。本发明制备的螯合肥料更利于肥料复配，能够显著增加作物吸收能力。本发明的制备工艺操作简单、成本低、更易于工业化大规模生产。