本发明公开了一种热塑性复合材料及其制备方法和应用。所述热塑性复合材料包括内层材料和至少一层外层材料，所述内层材料为包括纤维束、第一热塑性树脂和第一助剂的芯层，所述至少一层外层材料包裹所述芯层并且为包括第二热塑性树脂和任选的第二助剂的树脂层，其中，所述纤维束从所述芯层的一端连续延伸至其相对端。本发明的热塑性复合材料具有内层和外层复合结构，能够有效改善热塑性复合材料的加工性能和注塑成型时纤维与树脂基体之间的润滑性，并提升纤维在树脂基体熔体中的流动性，使得所制备得到的热塑性复合材料的综合性能和表面质量都得到了很大的提高，同时降低了注塑成型工艺的要求，扩展了热塑性复合材料的应用范围。