本发明公开了一种轻质导电聚合物纳米复合材料及其制备方法，该复合材料由聚合物基体、空心微球和功能纳米填料组成，其中，聚合物基体作为连续相，空心微球作为填充相，能够在降低复合材料密度的同时发挥体积排斥作用，促使功能纳米填料在其周围形成三维网络，所述空心微球的尺寸为0.1μm～100μm，质量分数为1wt％～30wt％；所述功能纳米填料的质量分数为0.1wt％～10wt％。本发明的隔离结构聚合物纳米复合材料在轻质、阻燃、导电、导热或电磁屏蔽等功能性方面表现出了明显的优势；另外，本发明的隔离结构聚合物纳米复合材料的制备方法，较之传统方法，具有工艺简单、制备效率高、可适用于绝大多数聚合物基体和传统聚合物加工工艺等优势。