本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种增强型复合高分子电解质膜及其制备方法和应用。本发明提供的增强型复合高分子电解质膜以结晶型聚芳醚酮多孔膜为增强基质，可以提高复合膜的化学、机械及尺寸稳定性，降低复合高分子电解质膜的燃料渗透率；所述含有羧基、磺酸基或磷酸基的聚芳醚酮与结晶型聚芳醚酮多孔膜具有相同或者相似的结构，能与所述结晶型聚芳醚酮多孔膜形成良好的界面相互作用，提高电解质膜的稳定性；并且电解质膜表面的酸性基团能够与填充的离子交换树脂形成氢键，提高了在含水时抑制离子交换膜拉伸应力的效果。所述增强型复合高分子电解质膜兼具了长期稳定性、耐溶剂、耐高温和能与离子交换树脂产生强相互作用的特点。