本发明提供一种超薄碳纤维全缠绕塑料内胆高压储氢气瓶及其制造方法。本发明包括金属瓶口、气瓶阀座、玻璃纤维保护层、碳纤维缠绕层以及气瓶内胆，其中：所述碳纤维缠绕层缠绕在气瓶内胆表面，气瓶阀座镶嵌在瓶口处的气瓶内胆和碳纤维缠绕层之间；金属瓶口内表面为外接管螺纹，外表面为锯齿状结构，与塑料内胆接触连接；所述碳纤维缠绕层的外壁包覆有玻璃纤维保护层。本发明基于常规碳纤维全缠绕塑料内胆储氢气瓶，重点在碳纤维缠绕层和瓶口密封效果方面进行改进，有效增强了同等质量气瓶的储氢密度和密封效果，满足航空、航天以及新能源汽车等领域结构轻量化的需求。本发明提供的气瓶制造方法简单，便于现有工业装备改进，进而实现批量化生产。