本发明公开了一种双极化方向可调谐的太赫兹超材料传感器及其制备方法。所述的双极化方向可调谐的太赫兹超材料传感器，包括N×N个在平面上周期排列的结构单元，每个结构单元呈长方体形状，每个结构单元包括介质层和设于介质层上的石墨烯层，所述的石墨烯层为同心嵌套的两个石墨烯圆环结构，其中内环为完整的石墨烯圆环，外环为分裂的石墨烯圆环；外环的俯视形状由相对的左分裂环和右分裂环组成，其中左分裂环的上、下两个缺口在同一条纵向垂直线上，右分裂环的上、下两个缺口也在同一条纵向垂直线上，但它们与左分裂环的上、下两个缺口不重合。本发明所述太赫兹超材料传感器在双极化方向上都具有两个透明窗口且调控范围广，灵敏性高。