本发明属于高分子/无机纳米复合材料的领域，特别涉及能够形成两相结构的两种聚合物的共混物作为基体，添加无机纳米导热填料制备的导热复合材料及其制备方法。将占导热复合材料总量的质量百分数为40％～88％的聚乙烯和聚乙烯-醋酸乙烯酯，质量百分数为1.5％的润湿剂以及质量百分数为0.5％的抗氧剂在混合机中搅拌混合均匀；然后向上述的混合物中加入占导热复合材料总量的质量百分数为10％～58％的纳米氧化铝，在混合机中搅拌混合均匀；将混合均匀的原料经过螺杆挤出机熔融挤出、冷却、牵引和切粒，得到所述的导热复合材料；其中：聚乙烯和聚乙烯-醋酸乙烯酯的质量比为1∶1。本发明的材料具有低填充、高热导率和良好的力学性能。