本发明提供了一种具有可控梯度密度和孔径的聚酰亚胺气凝胶材料及其制备方法。本发明采用层层组装法制备聚酰亚胺气凝胶材料，由不同浓度的聚酰胺酸盐的水溶液层层组装构成多层材料，采用冷冻液冷冻，控制冷冻方向，通过径向冷冻、冷冻干燥及热亚胺化，制得了具有可控梯度密度和孔径的聚酰亚胺气凝胶。制备出的气凝胶材料具有梯度密度和孔径，赋予材料独特的性能，在隔热防护、物质吸附、物质分离、电磁屏蔽材料、低介电材料、声阻尼、催化剂和药物载体等领域具有广阔的应用前景。