本发明涉及一种纳米结构聚苯胺复合水凝胶及其制备方法及应用，所述复合水凝胶先通过微相分离技术制备得到聚苯胺纳米颗粒，再通过加入丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇酯通过热引发自由基聚合，即得。本发明的纳米结构聚苯胺复合水凝胶可用于应变传感器。克服了目前导电聚合物复合水凝胶机械耐受性较差的局限性，并且通过微相分离技术使得聚苯胺以纳米结构均匀分散在水凝胶网络中，进一步提升了材料的导电性。纳米结构的聚苯胺颗粒在水凝胶网络中均匀分散，使得材料具有优秀的电导率。此外，由于没有添加化学交联剂，丙烯酸与聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯中丰富的动态氢键确保了材料在可以耐受巨大形变的同时呈现出超柔软的特性。