本发明公开了一种锂硫电池隔膜及其制备方法和应用。本发明的锂硫电池隔膜由层叠贴合的隔层和隔膜组成,隔层为碳纳米纤维构成的网状膜,隔膜为不导电聚合物纳米纤维构成的网状膜。本发明的锂硫电池隔膜实现了隔层与隔膜的一体化,隔层和隔膜均是由纳米纤维构成的网状膜,且均具有柔性,隔层具有良好的导电性和丰富的孔结构,隔膜具有优良的化学稳定性、电解液润湿性、机械性能和热稳定性以及高的孔隙率,隔层和隔膜协同作用,有利于提升锂硫电池的性能。