本发明属于高分子材料领域，涉及一种各向异性导电导热聚合物复合材料及其制备方法。本发明提供一种导电导热聚合物复合材料，所述复合材料由聚合物基体和二维导电导热填料通过多熔体多次注射成型法制得；其中，二维导电导热填料均匀分散在聚合物基体中，所述二维导电导热填料在复合材料内与注射流动方向和横向方向所组成的平面平行，沿法相方向呈多层平面取向结构；所述横向方向与注射流动方向线垂直，所述法相方向垂直于注射流动方向与横向方向组成的平面。本发明所得复合材料兼具各向异性导电性及各向异性导热能力，并且其制备方法简便易行可连续大规模生产。