複合變性澱粉是近年來研製開發的一類新型變性澱粉，複合變性澱粉指將澱粉采用兩種或兩種以上的變性方法而獲得的澱粉衍生物。采用複合變性方法得到的澱粉產物，具有多種變性澱粉共同優點，研究證明，複合變性能提高澱粉對酸、熱和機械降解的穩定性，並延緩儲存時的老化。目前，複合變性澱粉的研究已成為國內外研究的熱點，對澱粉進行複合變性處理主要是通過氧化反應、酯化反應、醚化反應、交聯反應等組合而實現。
(一)複合氧化澱粉
1.交聯氧化澱粉
李長彪等將玉米澱粉經環氧氯丙烷交聯後，再與次氯酸鈉進行氧化，製備了交聯氧化複合變性澱粉，研究表明，與交聯澱粉相比，複合變性澱粉糊黏度降低，流動性增加，成膜性能增強，抗相分離及抗凍性能提高。
陳亞萍等用過氧化氫氧化玉米澱粉，控製一定的氧化深度，進一步與交聯劑反應合成了一種新型上漿劑。進行測試及上漿試驗結果表明，製備的氧化交聯澱粉漿料在對滌棉紗上漿中，同時對滌綸纖維的酯基與棉纖維的羥基具有良好的親和性，且漿紗性能明顯優於其它的變性澱粉。
2.酶解氧化澱粉
曾潔等以玉米澱粉為原料，以α-澱粉酶為酶解劑，次氯酸鈉為氧化劑，對酶解-氧化複合變性澱粉進行了研究，結果表明，在酶濃度為0. 015%以下，溫度為60~65℃，酶反應時間為0~8min時可以得粉狀顆粒產品。玉米澱粉經氧化和酶解後透光率增加，凝沉性減弱，抗老化性增強。
3.醚化氧化澱粉
李喜紅等以玉米澱粉原料，經氫氧化鈉堿化、氯乙酸醚化和高錳酸鉀氧化等反應步驟合成了一種新型複合變性澱粉。利用紅外光譜和X-射線粉末衍射對複合變性澱粉進行了結構表征，複合變性澱粉的衍射峰高於原玉米澱粉的衍射峰，這是由於澱粉變性後，部分羥基消失，增強了分子排列的規整性，提高了結晶度。
王宏誌以玉米澱粉為原料，氯乙醇為醚化劑，次氯酸鈉為氧化劑，先羥乙基化再氧化反應製備了一種具有“高濃低黏”特點的造紙表麵膠澱粉。醚化氧化澱粉與原澱粉在製成造紙表麵施膠時進行比較，可知此表麵膠在提高和穩定表麵強度上效果明顯。
Chen等以玉米澱粉為原料，環氧氯丙烷為交聯劑，次氯酸鈉為氧化劑，氯乙酸鈉為醚化劑，氫氧化鈉為催化劑，製得氧化羧甲基澱粉、交聯羧甲基澱粉。將此用於吸附Ca2+，研究表明，氧化羧甲基澱粉比交聯羧甲基澱粉的吸附效果好。
4.酸解氧化澱粉
李兆豐等以玉米澱粉為原料，鹽酸為酸解催化劑，過硫酸銨作為氧化劑，可以在較短時間裏得到黏度較低並具有一定氧化程度的酸解氧化澱粉。在製備過程中，酸解和氧化同時進行，縮短反應時間，提高反應效率。與酸解澱粉相比，其冷糊黏度較低且抗凝沉性較好。
(二)複合醚化澱粉
1.交聯羧甲基澱粉
劉澤民等以玉米澱粉為原料，選用環氧氯丙烷作交聯劑，氯乙酸作羧甲基化試劑，合成了交聯羧甲基複合變性澱粉。多項性能的測試表明，複合變性澱粉既具有交聯澱粉抗剪切能力強、耐酸堿和熱穩定性好等優點，又具有羧甲基澱粉的糊透明度高、凍融穩定性好和抗老化能力強等優點。
馮承等用滾筒幹燥法快速製備交聯羧甲基木薯澱粉，並對產品相關性能進行研究，該法製得交聯羧甲基澱粉，其黏度、黏度穩定性、吸水性及抗壓保水性能均優於單一變性的澱粉。
毛傑等以小麥澱粉為原料，先用POCl3進行交聯變性，再用氯乙酸進行二次變性，得到交聯羧甲基複合變性澱粉，經理化特性檢測得知，產品綜合了交聯澱粉和羧甲基澱粉的優點，同時又彌補了交聯澱粉抗老化能力弱、透光率低和黏度差的缺點，提高了羧甲基澱粉的抗剪切能力、抗酸堿能力及糊液的穩定性。
Kim等將玉米澱粉與三氯氧磷交聯和羧甲基化，製備了交聯羧甲基澱粉，考察了產物作為重金屬離子的吸附劑的性能。1%的複合變性澱粉可將水中一些金屬離子在幾分鍾內有效的除去，與單一變性澱粉相比，速度快且吸附能力強。
Guo等將天然玉米澱粉交聯後再進行羧甲基化複合變性，其產品用於含Cu2+、Pb2+、Cr2+等重金屬離子廢水以及酸性、堿性染料廢水的吸附，均取得了良好的效果。
2.交聯羥丙基澱粉
張繼良以玉米澱粉為原料，以三氯氧磷為交聯劑，環氧丙烷為醚化劑，無水硫酸鈉為抑製膨脹劑，氫氧化鈉為催化劑，采用先交聯後羥丙基化合成交聯羥丙基複合變性澱粉，得到的交聯羥丙基複合變性澱粉具有很好的透明度、凍融穩定性、耐酸性。
Wattanchant等指出，反應條件對複合變性交聯羥丙基化澱粉製備有較大影響，澱粉原料、交聯劑的用量、交聯劑的類型決定了交聯反應的效率、產品的取代度和特定的性能。