本发明属于半透膜分离工艺的技术领域，涉及多层复合结构的薄膜复合膜及其制备方法。所述薄膜复合膜是在多孔支撑层基底上依次涂覆纳米纤维素与聚电解质经层层组装方法形成的过渡层，然后再涂覆经过通用界面聚合反应方法形成的聚酰胺选择性薄膜层。所述薄膜复合膜结构可应用予纳滤膜、反渗透膜以及正向渗透膜的制备。拥有本发明的多层复合结构的薄膜复合膜应用包括：自来水净化、市政供水、污水净化、苦咸水淡化，海水脱盐、饮料果汁浓缩工艺、乳品工业，血液渗析医药产业以及半导体行业。