为了探究复合热源对T4003铁素体不锈钢焊接特性的影响，采用光纤激光-电弧复合焊接研究了工艺参数对接头形貌和组织性能的影响规律，优化了工艺参数，重点分析了焊缝金属和热影响区-40 ℃低温冲击韧性和提升机理。结果表明，在优化参数下，复合接头性能优异，拉伸试样均断裂于母材，抗拉强度为530 MPa，且180°横向正弯和背弯试验中均未发现裂纹；焊缝金属平均冲击吸收功为50 J，略高于常规电弧接头，但是热影响区平均冲击吸收功提升显著，达到32 J，为电弧接头的3倍，提升的主要原因在于激光-电弧复合焊接的低热输入降低了热影响区粗晶区晶粒尺寸；冲击断口形貌表明，复合接头焊缝金属在终断区尚未出现韧脆转变，仍然以韧窝为主，但是热影响区在中部扩展区出现明显的准解理形貌，开始出现韧脆转变。该研究促进了激光-电弧复合焊接在铁素体不锈钢中的应用。