本发明提供一种多维度孔隙结构复合过滤膜及其制备方法，该复合过滤膜包括非织造基布和多孔复合纳米纤维层，二者热轧复合，所述多孔复合纳米纤维层由聚合物和添加剂组成。制备步骤为：将添加剂加入纺丝液溶剂中，超声至均匀分散，然后加入聚合物，室温搅拌至溶液澄清透明。通过多喷头静电纺丝装置进行静电纺丝，得到的多孔复合纳米纤维直接在非织造布表面沉积，并经后续热轧装置进行复合。本发明综合了普通滤料和纳米纤维滤料的优点，过滤效果好，生产工艺简单，生产成本低，易于实现大规模生产。