本发明涉及聚烯烃领域，具体涉及一种聚乙烯组合物和聚乙烯双层复合材料及其制备方法。所述聚乙烯组合物包括各自独立的A组合物和B组合物，所述A组合物包括：100重量份的第一聚乙烯树脂、0.2‑6重量份的过氧化物交联剂、0.05‑5重量份的交联助剂和0.01‑0.5重量份的第一抗氧剂；所述B组合物包括：100重量份的第二聚乙烯树脂和0.2‑2重量份的第二抗氧剂；所述A组合物和所述B组合物的重量份各自独立地计算，所述第一聚乙烯树脂与所述第二聚乙烯树脂的重量比为1：(0.2‑5)。本发明的聚乙烯双层复合材料的双层之间有很好的粘结性，无需额外加入粘结剂，并且具有优异的综合性能。