本发明涉及表面改性技术领域，具体提供了一种金属表面自润滑复合涂层及其制备方法与应用。本发明采用3D打印技术在金属基材表面制备具有多孔结构的金属涂层；将聚四氟乙烯粉末铺展在涂层表面；再通过热压工艺，将铺展好的聚四氟乙烯粉末压入金属涂层的多孔结构内，冷却后后即获得在多种环境下具有优异摩擦学性能的自润滑复合涂层。本发明集合了表面织构与表面涂层两种技术的优点，实现了在大气、去离子水、海水、酸性腐蚀介质等多种环境下的有效润滑。本发明简单可靠、可操作性强，得到的复合涂层具有低摩擦因数、高抗磨损能力，并有效延长金属基材的服役寿命、节省能源。