本发明属于碳纤维技术领域，公开了一种基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维及其纳米碳纤维高熔点组合物与应用。该基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维通过硝酸钴改性细菌纤维素得到。本发明通过利用硝酸钴溶液对细菌纤维素进行改性，将氧化钴引入超细微纤维网状结构中，使得网络结构更加牢固，为复合材料提供更好的化学稳定性，起到无机相容性的作用。本发明还提供了一种基于该基于碳化细菌纤维素的纳米碳纤维的高熔点组合物，利用该纳米纤维素的特殊结构解决了高熔点聚合物相容性差的问题，使得到的组合物具有良好的相容性和优异的力学性能，本发明制备得到的高熔点组合物的拉伸强度与PEEK比较，最高可提高92Mpa。