本发明属于纺织材料领域，公开了一种微米纤维三维骨架/聚合物纳米纤维复合过滤材料及其制备方法。通过熔融共混法制备聚合物纳米纤维；将该聚合物纳米纤维和交联剂分散在溶剂中形成悬浮液，然后将微米纤维无纺布骨架浸泡于悬浮液中，冷冻干燥形成凝固块再脱除溶剂，获得微米纤维骨架间梯度分布有聚合物纳米纤维气凝胶的非织造材料。本发明采用的制备工艺简单，原料绿色环保，条件温和，适用于工业化大规模生产，制品有良好的柔韧性及高效低阻的空气过滤性能，可以应用于高效空气净化领域。