本发明公开了一种基于PVDF膜的SERS基底、基于该基底的拉曼检测系统及其应用，该SERS基底通过以下步骤制备得到：1)制备金纳米颗粒溶液；2)将PVDF膜使用无水乙醇浸泡活化；3)将步骤2)得到的PVDF膜浸入步骤1)得到的金纳米颗粒溶液中，使金纳米颗粒沉积在PVDF膜上，从而得到所述SERS基底。本发明的SERS基底通过对PVDF膜采用乙醇活化处理，使得金纳米颗粒能致密且均匀地覆盖在PVDF膜表面，且SERS基底的制备方法简单，工艺可控，制备成本低，能实现大面积、大规模、高效率生产。本发明中的便携式拉曼检测系统兼具气体和液体样品的快速、实时检测功能，能实现气体污染物和水体pH的灵敏检测。