本發明提供了一種纖維增強的聚烯烴-炭黑復合材料及其制備方法，該復合材料包括聚烯烴基體、改性炭黑和纖維，所述改性炭黑和纖維分散在所述聚烯烴基體中;所述改性炭黑為氨基硅烷偶聯劑接枝改性炭黑。本發明采用所述改性炭黑，便于纖維更為均勻地分散在聚烯烴基體中;并且分散在聚烯烴基體中的纖維容易與聚烯烴基體的分子鏈纏繞在一起，不易發生遷移，而且還能陽擋炭黑粒子的遷移，從而有效提高聚烯烴-纖維復合材料的PTC循環性能和重現性。