气体分离膜的制造方法，其包括下述的(a)、(b)、(c)及(d)工序：(a)工序：针对已被分散于第1溶剂中的二氧化硅纳米粒子的表面，保持被分散于前述第1溶剂中的状态而利用含有反应性官能团的化合物进行处理，得到经反应性官能团修饰的二氧化硅纳米粒子的第1溶剂分散液的工序；(b)工序：将前述(a)工序中得到的第1溶剂分散液的分散介质在不经干燥的情况下置换成第2溶剂，然后在第2溶剂存在下，使经反应性官能团修饰的二氧化硅纳米粒子与树枝状分子形成用单体或超支化分子形成用单体反应，得到附加有树枝状高分子或超支化高分子的二氧化硅纳米粒子的工序；(c)工序：将前述(b)工序中得到的前述附加有树枝状高分子或超支化高分子的二氧化硅纳米粒子与基体树脂混合的工序；(d)工序：将前述(c)工序中得到的混合液涂布于基材，然后将溶剂除去的工序。