本发明提供了一种耐温复合分离膜及其制备方法，涉及膜分离技术领域。该耐温复合分离膜通过以下步骤制备：配制支撑层铸膜液和牺牲层铸膜液，支撑层铸膜液的粘度大于牺牲层铸膜液粘度；在同一玻璃板上对支撑层铸膜液和牺牲层铸膜液同时进行铸膜得到初始膜，且支撑层位于牺牲层下部，后将玻璃板放入第一溶剂中进行分相，分相后使初始膜和基板分离；将分离后的初始膜浸泡于第二溶剂中，直至牺牲层完全溶解，取出得到支撑层，以支撑层靠近牺牲层的一面为顶部；在支撑层顶部接枝聚酰胺活性层。本方法制得的分离膜，其能够承受90℃的温度，在保持盐截留率基本不变的条件下，膜通量能够达到常温条件的3倍，能够应用于高温液体的处理。