本发明涉及一种纳米纤维增强、半互穿网络结构聚酰亚胺复合气凝胶及其制备方法，所述聚酰亚胺复合气凝胶采用聚酰亚胺作为基体材料，短纳米纤维作为增强材料，双马来酰亚胺作为交联剂，制备方法为：将纳米纤维用均质机打散分散在聚酰胺酸盐的三乙胺水溶液中，进行冷冻干燥后，220℃热处理引发交联反应，在纤维与纤维之间、纤维与聚酰亚胺基质之间形成充足的连接点，接着加热至300℃进行充分热亚胺化，得到半互穿网络结构的聚酰亚胺复合气凝胶。本发明所制备的纳米纤维增强、半互穿网络结构聚酰亚胺复合气凝胶具有良好的力学和保暖性能，制备过程简单易操作，绿色环保。