本發(fā)明提供了一種碳纖維復合材料及其制備方法和應(yīng)用，包括碳纖維層以及涂覆于所述碳纖維層上的環(huán)氧樹脂層，所述碳纖維層包括間隔設(shè)置的第一碳纖維束和第二碳纖維束；其中，所述第一碳纖維和所述第二碳纖維各自獨立地選自60T纖維、40T纖維、33T纖維、30T纖維或24T纖維，且第一碳纖維和第二碳纖維不同。在本發(fā)明中，通過選用兩種不同拉伸模量的碳纖維共同使用，可以改善拉伸模量較大的纖維強度較差的缺陷，使得最后得到的碳纖維復合材料可以滿足應(yīng)用要求。