本发明提供了一种复合改性沥青，由以下重量份的原料制成：基质沥青100份，聚羟基脂肪酸酯0.2～8份，热塑性聚氨酯弹性体0.01～1.5份，聚丁二酸丁二醇酯0.01～1.5份，稳定剂0.01～0.5份，偶联剂0.01～0.5份。本发明还提供了一种制备该复合改性沥青的方法，包括以下步骤：一、制备复合改性剂；二、将基质沥青加热熔融，然后加入复合改性剂，剪切处理后得到复合改性沥青。本发明复合改性沥青能够显著提高道路沥青的路用性能，稳定性能好，无毒无腐蚀；且原材料易得生产成本较低，制备工艺简单，应用广泛，适于推广。