本发明涉及一种用于水合物法气体分离的凝胶复合膜及其制备方法，属于气体分离膜技术领域。本发明的用于水合物法气体分离的凝胶复合膜，包括多孔材料基体，所述多孔材料基体的孔隙内填充有交联聚合物凝胶体系；所述交联聚合物凝胶体系包括交联聚合物。本发明的凝胶复合膜，通过控制凝胶复合膜两侧的温度和压力条件，使得易水合气体在凝胶复合膜一侧界面处与凝胶中的液体生成气体水合物，利用气体水合物在凝胶复合膜两侧的浓度差推动水合物从膜内一侧运输至另一侧，并控制另一侧外空间的温度和压力条件进而在凝胶复合膜的另一侧界面处水合物发生分解，释放出易水合气体，最终实现易水合气体从混合物气体中的分离。