本发明公开了一种掺碳纳米管气凝胶夹心结构复合材料的制备方法及其在红外隐身材料中的应用。所述制备方法为：制备掺碳纳米管气凝胶；制备掺铝氧化锌；掺碳纳米管气凝胶中加入粘合剂等，然后分别均匀涂覆于棉织物的上下表面，并进行热压；掺铝氧化锌粉体中加入粘合剂等，分别涂覆于热压织物的上下表面，烘干后进行焙烘，得到掺杂碳纳米管气凝胶夹层结构复合材料。本发明具有原料便宜易得、制造过程安全简单、成本低廉等优点，所得到的材料兼具纳米多孔材料隔热性能优良和红外辐射能量低的优点，可有效降低目标被探测到的可能性，既可以用于建筑墙体等的隔热领域，又可用于人体和军事武器的红外伪装屏蔽，具有良好的应用前景。