本发明公开了一种W/O/W复合乳液及其制备方法和应用。所述复合乳液的制备方法包括如下步骤：将肉桂醛、疏水细菌纤维素与油混合制备油相；将所述油相与营养成分水溶液混合均质乳化制备W1/O初乳；将所述W1/O初乳与含有细菌纤维素的水溶液W2混合均质乳化，即得；所述疏水细菌纤维素由细菌纤维素疏水改性而得。本发明油相中的肉桂醛在内水相营养成分向外缓释的同时也向外缓释，确保缓释出的营养成分免受细菌污染，延长了抑菌时间，进而延长了复合乳液的保质期。此外，本发明采用细菌纤维素作为水溶性乳化剂以稳定O/W2乳液、疏水细菌纤维素作为油溶性乳化剂以稳定W1/O乳液，具有良好的生物相容性、安全性和稳定性。