本发明公开一种全纤维素复合气凝胶及其制备方法，在传统再生纤维气凝胶制备过程中加入纤维素纳米纤丝作为增强相，以改善再生纤维素气凝胶密度高、比表面积低、制备过程容易收缩的问题。本发明首先以离子液体和共溶剂混合体系溶解纤维素，然后将纤维素纳米纤丝/共溶剂悬浮液加入混合体系中搅拌均匀，倒入模具中，加入再生溶剂形成凝胶，再用再生溶剂冲洗去除离子液体，经溶剂交换后通过冷冻干燥或超临界二氧化碳干燥得到气凝胶。本发明的全纤维素复合气凝胶具有巨大的比表面积，良好的亲水性、生物相容性、生物可降解性以及稳定的化学性质，在生物医用材料，如伤口修复、抗菌消毒、细胞培养、组织工程和药物载体等诸多领域具有广阔的应用前景。