本发明公开了一种聚乳酸复合材料及其制备方法和应用。本发明的聚乳酸复合材料的组成包括聚乳酸、苎麻纤维、纳米纤维素、硅烷偶联剂和增塑剂。本发明的聚乳酸复合材料的制备方法包括以下步骤：将纳米纤维素加水分散制成纳米纤维素分散液，再加入硅烷偶联剂对纳米纤维素进行表面改性，再加入增塑剂后混匀，再加入聚乳酸和苎麻纤维后混匀，再进行干燥，再进行挤出成型，即得聚乳酸复合材料。本发明的聚乳酸复合材料具有机械性能好、加工流动性好、环保可降解、原料来源广等优点，适合作为3D打印材料打印各种假体和医疗器械模具，且其制备方法简单、生产成本低，适合进行大规模工业化生产和应用。