本发明涉及一种具有微相分离结构的环氧树脂/聚离子液体复合材料及其制备方法，属于树脂基复合材料领域。本发明提供一种环氧树脂/聚离子液体复合材料的制备方法，所述制备方法为：将聚离子液体与环氧树脂、固化剂于50℃～80℃搅拌混合使聚离子液体均匀分散在环氧树脂和固化剂中；然后于80℃～150℃固化完全即得环氧树脂/聚离子液体复合材料；其中，固化过程中产生相分离使聚离子液体在环氧树脂中形成微相分离结构，聚离子液体占环氧树脂质量的1～10％。本发明使得环氧树脂的断裂伸长率、拉伸强度、断裂韧性和介电性能均有所提高，同时耐热性也有一定程度的增加。