本发明公开了一种高导热复合材料及其制备与应用;属于导热复合材料领域。本发明将二维纳米材料、液态金属和综纤维素纳米纤维在水中混合,随后将混合溶液置于超声细胞破碎仪中,对混合液进行超声处理,最后将经离心、干燥即得导热填料。随后,将所得导热填料分散在聚合物基体之中,制备成高导热复合材料。本发明所述高导热复合材料具备良好的力学性能、优秀的导热性能以及优异的柔韧性,在电子元器件散热、印刷电子散热、5G通讯设备散热中具备广泛的应用。