本发明公开了一种金属‑半导体复合结构、SPPs激发方法及制备方法，结构依次包括：透明基底，位于透明基底上的多层介质膜，位于多层介质膜表面的半导体纳米结构，覆盖于半导体纳米结构上的透明介质薄膜以及位于透明介质薄膜上的金属薄膜；半导体纳米结构用于形成金属薄膜表面纳米尺度的缺陷，并产生荧光信号以激发金属SPPs；透明基底和多层介质膜构成双色镜衬底，双色镜衬底对激光高透且对荧光高反；激发方法包括：将波长相对较短的激光透过双色镜衬底后垂直入射到所述半导体纳米结构上，以激发半导体纳米结构产生波长相对较长的单光子荧光信号，进而由荧光信号激发金属薄膜的SPPs。本发明能够提高SPPs的激发效率并降低SPPs的探测难度和探测成本。