本发明公开了一种高导热人工石墨膜及其制备方法。该石墨膜的制备方法包括:1)在制备聚酰胺酸树脂溶液过程中或制得之后,加入端羟基二苯基聚硅氧烷包覆的氧化铝分散液,得到混合聚酰胺酸树脂溶液;2)将混合聚酰胺酸树脂溶液按常规工艺制备聚酰亚胺薄膜;3)聚酰亚胺薄膜于真空下升温至500~650℃,保温一次或两次以上,每次保温≥0.5h,再升温至≤1600℃,得碳化后的聚酰亚胺薄膜;4)碳化后的聚酰亚胺薄膜在氮气保护下升温至1600~1800℃保温0.5h以上,再升温至≥2600℃,即得。本发明所述方法在碳化过程中不易发生脆裂、褶皱等问题,所得石墨膜表面脱出碳粉现象明显减少,且所得石墨膜密度和导热系数高。