本发明公开了一种咪唑类化合物/纳米SiO2复合改性全氟磺酸质子交换膜及其制备方法和应用。复合改性全氟磺酸质子交换膜由全氟磺酸树脂复合改性料经溶液铸膜法或流延成膜法而制得；所述全氟磺酸树脂复合改性料包含全氟磺酸树脂、咪唑类化合物、正硅酸乙酯和3‑巯丙基三甲氧基硅烷。本发明制备的膜在保持良好的阻钒性、化学稳定性等性能情况下，不仅质子电导率得到改善，机械性能提升明显，明显提高适用性和耐久性，可适用于燃料电池、钒电池和氯碱电解等更高使用要求的领域。