本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法、人工石墨膜和电子设备，涉及薄膜技术领域。该聚酰亚胺薄膜采用二酐、二胺、脱水剂、催化剂和填料制成，其中，通过选用特定种类的二酐和二胺以及特定用量的填料，使得所制得的聚酰亚胺薄膜具有优异的力学性能和薄膜取向，采用上述聚酰亚胺薄膜制备的人工石墨膜具有更加完整的石墨结构，具有优异的导热性能。本发明还提供了一种人工石墨膜，采用上述聚酰亚胺薄膜制成，鉴于上述聚酰亚胺薄膜所具有的优势，使得应用其的人工石墨膜具有良好的导热性能，同时还具有优异的力学性能，可根据实际需要加工成各式各样，满足不同应用场景的需求。