本发明公开了一种复合固态电解质膜及其制备方法和应用,其组分包括聚合物、锂盐和无机填料,所述聚合物由第一聚合物和第二聚合物组成,沿所述复合固态电解质膜的厚度方向,所述第一聚合物、第二聚合物、无机填料中的至少一种的含量呈渐变式变化。该复合固态电解质膜可在防止锂枝晶刺穿的同时减小界面阻抗,具有良好的应用前景。