本发明提供了一种聚乙烯组合物、改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法。该聚乙烯组合物，其包括高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、纳米材料及偶联剂。本发明的聚乙烯组合物不仅包括超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂，还向组合物中加入纳米材料及偶联剂，从而极大地改善了超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂体系的分散性和相容性，无论在加工型还是最终产品性能方面，均能够更有效地发挥超高分子量聚乙烯的作用。因此，该树脂组合物可以采用常规塑料加工技术即可对其进行加工成型，在后续加工成管材或板材制品后，不会出现分相等问题，制品的内外表面均光滑。而且，得到的改性高密度聚乙烯树脂制品兼具了各方面的综合性能。