本发明公开了一种氮掺杂石墨烯铜复合散热膜及其制备方法。首先将氧化石墨烯、氮掺杂剂和分子桥连剂经球磨和热处理得到氮掺杂石墨烯；再将氮掺杂石墨烯与粘结剂分散液混合涂布于基材表面，得到复合膜；然后在复合膜的表面沉积纳米铜粒子，再经过压延制备出氮掺杂石墨烯铜复合散热膜。本发明工艺先进，制得的复合散热膜具有优异的导热性能和力学性能。