本发明提供了一种聚酰亚胺复合泡沫材料及其制备方法，包括：将液态树脂或树脂溶液喷涂于聚酰亚胺微球表面，得到中间产物；将所述中间产物进行成型处理，得到聚酰亚胺复合泡沫材料。本发明将液态树脂或树脂溶液喷涂到聚酰亚胺微球表面，然后通过成型处理技术制备聚酰亚胺复合泡沫材料，这种方法有效解决了聚酰亚胺微球在树脂基体中分散不均匀、微球与树脂基体分层的问题，能够制备得到性能优异的聚酰亚胺复合泡沫材料。实验结果表明，本发明提供的方法制备得到的聚酰亚胺复合泡沫材料表观密度≥80kg/m3，压缩强度为2.0MPa～50MPa，可应用于航空、航天、船舶等领域用作轻质结构支撑材料。