本发明涉及自增湿膜和自增湿燃料电池及其制备方法。通过制备多孔基底、涂布沸石基材料于多孔基底的孔壁及表面、用质子导电材料填充具有沸石基材料涂层的多孔基底中的孔这一系列步骤去制备一种复合膜材料，并将其用作质子导电电解质膜去构建自增湿燃料电池。所述自增湿膜能够通过沸石基材料吸附反应生成的水和/或催化水的形成来调节水量；并且能够通过所述质子导电材料在具有沸石基材料涂层的多孔基底中的限域来抑制由温度改变和热效应导致的材料收缩和膨胀，从而改善膜在高温下的机械及尺寸的稳定性。