本发明公开了一种改性植物纤维微粉-天然橡胶复合材料及其制备方法和应用。该复合材料包括如下按重量份计的组分：天然橡胶或胶乳(以干胶计)100份，改性植物纤维微粉1～60份，硫磺0.5～3.3份，促进剂1.2～4.3份，防老剂1～3份及其它加工助剂。制备方法是利用天然橡胶为原料，在常规的原料配合、混炼或共沉工序中，将改性植物纤维微粉连同其他配料一起加入天然橡胶，再经成型硫化等工序制成含改性植物纤维微粉的天然橡胶复合材料与制品。本发明所得复合材料及制品可在制备导尿管、输血胶管、避孕套、医用手套、检查手套、泡沫材料、力车胎、鞋底制品中应用。其抗拉伸和抗撕裂、耐老化及抗病毒渗透等性能均得到提高。