本发明公开了一种复合散热膜及其制作方法，包括依次连接的导热层、导热接着层、3D结构金属层、导热胶粘层、保护膜层。本发明的复合散热膜的使用石墨烯片材和金属层进行散热，而且对金属层进行气相物理沉积、等离子、化学蚀刻和化学镀等方法进行处理，使金属层表面“长出”突刺结构，使得原来表面光滑的金属表面粗糙，由原来光滑的平面结构变成立体的3D粗糙结构，而突刺结构能够嵌入石墨烯导热层，使金属层和石墨烯层更好的嵌合，结合紧密的同时大大提升散热效果及屏蔽功能。本发明的复合散热膜将散热与屏蔽有机集成，使得制成产品兼具高散热性能及屏蔽功能，适用于散热、电磁屏蔽、覆铜板、柔性电路板(FPC)、显示、通讯等方面或领域。