本发明公开了一种可重复使用复合材料气瓶及其设计方法。本发明通过气瓶结构形式及原材料的选择、金属内胆设计、复合材料层铺层设计、自紧压力设计、强度分析、疲劳寿命分析、静力分析等，采取了增加内衬壁厚、改进内衬材料、在金属内衬和碳纤维复合材料层之间设计了连接层，并增加了方便气瓶无损检测及健康监测的设计，从而实现了气瓶重复使用次数不低于300次的高疲劳寿命、且气瓶重量轻、相对经济成本低、制造工艺简单、无损检测及健康监测方便快捷的技术效果，进而解决了设计出高疲劳寿命复合材料气瓶的技术问题。