本发明提供了一种改性生物质纤维增强聚乳酸复合材料，它是用乳酸通过酯化反应对生物质纤维进行直接接枝改性，得到改性生物质纤维，再以改性生物质纤维和聚乳酸为原料，经密炼制成改性生物质纤维和聚乳酸的均质混合物，再将所得的改性生物质纤维与聚乳酸的均质混合物在热压机中热压成型后经冷却固化得到的复合材料。本发明制备方法操作简单，生产效率高，制备的复合材料其组分之间界面结合良好，与聚乳酸相比，本发明的复合材料在力学性能与热学性能上均有较大提高，且大大降低了材料成本。本发明复合材料同时保持了聚乳酸良好的生物降解性与生物相容性，可用于制备新型环保的工程塑料与骨折内固定等组织工程材料。