本发明公开了一种基于机械超材料结构的湿度传感器，为旋转对称结构，其主体结构为由三片S型微结构支撑层依次首尾相连形成的环形结构，每片S型微结构支撑层的两个凸侧上靠近微结构支撑层相连端点处分别固连一片湿度敏感层，每个微结构支撑层的外侧固连一个加热电阻，加热电阻位于S型微结构支撑层中点与内凸的湿度敏感层之间，微结构支撑层与湿度敏感层共同构成机械超材料结构。CNT薄膜电阻设置在环形结构的内侧并位于其几何中心，每个加热电阻中点处对应的S型微结构支撑层的位置分别通过连接线与CNT薄膜电阻连接。发明利用机械超材料结构负膨胀系数特性和加热电阻的热膨胀特性进行补偿来测量湿度，其线性度好、灵敏度高。