本发明公开了一种CF/PEEK复合材料及其制备方法，涉及复合材料领域。CF/PEEK复合材料由PEEK片材、改性CF层、PEEK片材依次层叠后经模压得到，改性CF层由CF层经改性环氧树脂改性得到，PEEK片材由PEEK树脂、相容剂以及其他功能助剂制得，相容剂的含量为PEEK树脂总重量的4‑5%，相容剂采用氨基硅烷偶联剂。本申请先采用改性环氧树脂对CF层进行改性后，再与由PEEK树脂、相容剂以及其他功能助剂制得的PEEK片材模压复合，通过改性CF层以及PEEK片材中相容剂的共同作用，提升PEEK树脂与CF的结合紧密性，有利于增强CF/PEEK复合材料的抗拉性能与抗弯曲性能。