本发明属于复合材料技术领域，公开了一种基于羧甲基木聚糖的纳米复合水凝胶及制备与应用。所述制备方法为：将氧化石墨粉末加入去离子水中，超声分散得到GO水分散液；将单体丙烯酰胺，羧甲基木聚糖加入到GO水分散液中，搅拌分散均匀，冰浴条件下，加入引发剂、交联剂和促进剂，搅拌混合均匀得到混合溶液；将混合溶液在50～80℃烘干反应2～6h，得到水凝胶；最后将水凝胶浸入Al(NO3)3溶液中浸泡交联，得到基于羧甲基木聚糖的纳米复合水凝胶。本发明所得复合水凝胶有较高机械性能，同时可生物降解、具有良好的生物相容性，可应用在生物医学领域，如组织工程、药物缓释、细胞培养支架以及软骨组织等方面。