本发明提供了一种纳米纤维基渗透汽化复合膜及其制备方法。所述的纳米纤维基渗透汽化复合膜，其特征在于，包含基层、中间过渡层和表层，基层为纳米纤维多孔支撑层，中间过渡层为改性氧化石墨烯层，表层为界面聚合活性分离层。本发明以简单改性的、厚度可控的、柔性氧化石墨烯超薄皮层作为中间过渡层，能够快速、精确地通过控制界面聚合优化调控复合膜表面功能阻隔层的厚度、均匀性以及致密分离层与中间过渡层的界面作用力，从而强化复合膜的渗透汽化分离性能。