本发明公开了一种白酒香味浓缩复合膜的制备方法和应用，所述方法包括：PEI和DMAc涂覆于无纺布表面得到基膜；将基膜浸于PVA和戊烯二酸的混合液后干燥，再涂覆PVA、六乙氧基硅氧烷和酸的反应液，之后聚合反应即得。本发明制备的复合膜，能有效分离出白酒中的水和甲醇，其它有机香味成分不透过，同时实现白酒香味成分浓缩和甲醇去除的目的。采用两步交联法，使基膜孔道和表面均涂覆有复合膜层，减小了大孔缺陷，增强了复合膜层在白酒中的耐溶胀性能。