本发明公开了一种基于硒化镉纳米线肖特基结型多字节非挥发性存储器及其制备方法，其中硒化镉纳米线肖特基结型多字节非挥发性存储器具有如下结构：在覆有二氧化硅层(2)的硅基底(1)表面分散有硒化镉纳米线(5)，在二氧化硅层(2)的表面设置有肖特基电极(3)和欧姆电极(4)，以所述硒化镉纳米线(5)为轴线所述肖特基电极(3)和欧姆电极(4)分别位于轴线的两侧，所述肖特基电极(3)与所述硒化镉纳米线(5)形成肖特基接触，所述欧姆电极(4)与所述硒化镉纳米线(5)形成欧姆接触。本发明工艺简单，存储性能稳定，读写速度较快，可实现纳米线的多字节存储能力，为存储器的小型化以及纳米材料在存储器中的应用奠定了基础。