本发明提供一种气体深度除湿膜及其制备方法，所述气体深度除湿膜主要由改性多孔骨架和除水功能树脂复合物组成，改性多孔骨架在整个膜中发挥支撑和增强作用，保证除湿膜的高机械性，除水功能树脂复合物发挥深度移除水分子作用，保证水分子在膜中单方向移动，除湿膜中改性多孔多孔骨架的质量占比为5～90%。本发明通过涂敷技术在多孔骨架内和表面填充可选择性移除水分子的功能树脂复合物，制备出对水渗透率高、唯一选择性的深度除湿膜，其耐温性、耐污染性、耐蚀性优异，可以应用于各种常规或苛刻的使用环境。本发明制备的除湿膜材料经济性好、制备方法简单，易于实现规模化生产。