本发明提供了一种定向碳基电热复合膜及其制备方法和应用。所述制备方法包括：制备碳纳米管与石墨烯的混合分散液，静置分层取上层清液，并通过真空抽滤制备碳基材料层，将碳基材料层放入交流电场中进行定向，定向完成后将带有滤膜的碳基材料层进行干燥，得到滤膜碳基材料复合层；将PDMS单体与固化剂混合后，旋涂在基板上；将滤膜碳基材料复合层放置在已旋涂好的带有PDMS的基板上并进行干燥，将滤膜去除，得到包括碳基材料层和PDMS层的定向碳基电热复合膜。本发明利用碳纳米管的导热导电各向异性，对碳纳米管进行合适的取向，并将碳纳米管与石墨烯相结合提升电热材料的导热导电性能，使得电热材料能在安全电压范围内快速升温。