本发明涉及橡胶材料领域,公开了一种改性丁腈橡胶组合物、巯基三氮唑改性丁腈橡胶复合材料及其制备方法和应用,该组合物中含有:丁腈橡胶基体、木质素、主改性剂、辅改性剂、硫化剂、硫化促进剂和活化助剂,所述主改性剂选自巯基三氮唑类化合物,所述辅改性剂选自ZnCl-2、CuCl-2、FeCl-3、FeCl-2、NiCl-2、CaCl-2、丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌、山梨酸锌。本发明的橡胶组合物,能够使得其中的各组分在橡胶基体中更好的分散性,进一步发挥木质素的特点和优势;从而使进一步制成的硫化橡胶能够具有提高强度和断裂韧性。