本发明公开了一种抗原子氧侵蚀的累托石/聚酰亚胺复合膜的制备方法。该方法以累托石颗粒和PVP为原料，利用球磨技术制备累托石纳米片；再以累托石纳米片和聚酰胺酸混合溶液为制膜液，利用刮涂技术制备累托石/聚酰胺酸复合膜；再对累托石/聚酰胺酸复合膜进行梯度热处理，聚酰胺酸发生交联反应生成聚酰亚胺，得到抗原子氧侵蚀的累托石/聚酰亚胺复合膜。本发明制备工艺简单，时间短，快速成型，过程可控。制备的累托石/聚酰亚胺复合膜力学性能好，具有优异的抗原子氧侵蚀性能。