本发明涉及一种细菌纤维素基光学薄膜及其制备方法，特别是涉及一种具有高热光稳定性的透明高折射率细菌纤维素基光学薄膜及其制备方法。本发明以细菌纤维素为模版原位制备纳米硫化锌，然后与环氧型光学树脂复合固化后制备得到细菌纤维素基光学薄膜。本发明以细菌纤维素精细三维立体网状结构原位合成高折射率高热光稳定性纳米硫化锌无机相，有效的控制了纳米硫化锌的粒径大小和分布，并通过调节硫化锌纳米粒子负载量调节光学薄膜的折射率。细菌纤维素树脂复合材料作为光学薄膜的有机基体既保留了树脂的高透光性，又具有细菌纤维素极低的热膨胀系数和优异的力学性能，细菌纤维素基光学薄膜广阔应用于光波导、光学透镜、光伏材料等领域。