本发明公开了一种高定向超材料天线，包括辐射器、第一超材料以及第二超材料，所述辐射器与所述第一超材料及第二超材料相对顺序设置，所述第一超材料存在一区段，所述区段的中部各单元的等效介电常数ε与等效磁导率μ之乘积为最低值，其它各单元的等效介电常数ε与等效磁导率μ乘积值从大到小呈渐变趋势，且，其所述渐变趋势向所述最低值所在的单元趋近；所述第二超材料存在一区段，所述区段的中部各单元的等效介电常数ε与等效磁导率μ之乘积为最高值，其它各单元的等效介电常数ε与等效磁导率μ乘积值从小到大呈渐变趋势，且，其所述渐变趋势向所述最高值所在的单元趋近。本发明的高定向超材料天线体积小、简单、易于实现、成本低。