本發明公開了一種用于燃料電池具有三明治結構高保水能力的質子交換膜及其制備方法,其特征在于該膜具有三明治結構,其中間層為雜多酸注入的具有有序介孔導電通道的多孔膜,在中間層兩側分別是保護層。這種膜的制備方法是:通過表面活性劑和全氟磺酸樹脂單體共混后澆注成膜;然后去除表面活性劑,得到具有有序介孔導電通道的多孔膜;隨之將雜多酸在高溫下注入到多孔膜中,利用熱噴涂技術在雜多酸注入的多孔膜兩側分別制備保護層,得到具有三明治結構的高保水能力質子交換膜。該膜在高溫、低濕度環境下,仍具有優異的保水能力、質子電導率和良好的穩定性,可滿足質子交換膜燃料電池在高溫、低濕度環境下工作的應用要求。