本发明公开了一种聚酰亚胺/多壁碳纳米管/纳米四氧化三铁复合气凝胶及其制备方法，具体提供了一种聚合物基复合气凝胶，它以聚合物为基体，以碳材料和磁损耗材料为填料制得的聚合物基复合气凝胶；所述聚合物为水溶性聚合物和/或前驱体具有水溶性的聚合物。与只添加MWCNTs或Fe3O4一种功能填料所得的聚酰亚胺基复合气凝胶相比，本发明在添加相同含量功能填料的情况下，同时添加MWCNTs和Fe3O4所得的聚酰亚胺基复合气凝胶的吸波性能取得了协同增效的效果。本发明提供的聚合物基复合气凝胶具有各向异性的有序孔结构，其密度更低，热稳定性良好，同时还具有显著提高的电磁波吸波性能，综合性能优异，在民用及军用领域作为电磁波吸波材料具有非常好的应用前景。