本发明提供了一种基于酯化改性的纳米复合活性包装保鲜膜及其制备方法和应用，该方法包括将有机酸和羧甲基纳米纤维素酯化反应，干燥的改性的羧甲基纳米纤维素、干燥的聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯和扩链剂混合，挤出造粒；将改性的羧甲基纳米纤维素/聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯树脂的混合颗粒进行流延成膜，进行横向和纵向拉伸；本发明采用酯化方法用有机酸对羧甲基纳米纤维素通过酯键相结合改性，改性后的羧甲基纳米纤维素具有抑菌抗氧化性，抑制食品中微生物生长和食品营养氧化损失；以聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯可降解材料作为包装材料的基材，赋予了该薄膜抑菌抗氧性，是一种新型环保、安全可靠的活性包装材料，可应用于食品保藏领域。