本发明涉及一种纤维素改性氧化铝/环氧树脂材料及制备方法和应用，属于环氧树脂材料技术领域。所述方法包括：用甲苯将氧化铝颗粒分散均匀，得到氧化铝分散液；往氧化铝分散液中加入3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷并进行搅拌反应，再经离心、洗涤与干燥，得到改性氧化铝颗粒；往甲苯中加入改性氧化铝颗粒、微晶纤维素、碳酸钾和乙醇水溶液并进行搅拌反应，再经离心、洗涤与干燥，得到纤维素改性氧化铝颗粒；往双酚A型环氧树脂中加入纤维素改性氧化铝颗粒并混匀，制得纤维素改性氧化铝/环氧树脂材料。本发明使用纤维素改性氧化铝颗粒与环氧树脂结合，能够显著提高材料的机械强度、韧性以及热稳定性。