本发明提供一种复合分离膜、其制备方法及应用，复合分离膜，包括底膜，其特征在于，所述底膜附着过渡层，所述过渡层由金属有机框架材料构成。本发明还公开了所述复合膜的制备方法，依次为超声分散金属有机框架材料形成悬浮液，在底膜上涂敷金属有机框架材料悬浮液和分离层材料的溶液依次形成过渡层和分离层。本发明复合膜的制备方法简单、易于控制，可用于分离膜行业中各种复合膜的制备过程，与常规的高分子聚合物材料过渡层相比具有更高的物理化学稳定性和机械性能，具有广泛的应用前景。