本发明提供一种基于TM0模吸收的超导纳米线单光子探测器及探测方法，包括：定向耦合器，用于实现TE0模式至TE1模式的转换；偏振旋转器，与所述定向耦合器连接，用于实现TE1模式至TM0模式的转换；纳米线单光子探测器，与所述偏振旋转器连接，用于实现对TM0模式的吸收及探测。本发明的基于TM0模吸收的超导纳米线单光子探测器结构简单，是在SOI结构的基础上实现TE0模至TM0模的高效转换，并由纳米线单光子探测器快速吸收并探测，不仅极大地缩短了纳米线所需长度，从而降低了纳米线制作所要求的工艺条件，还保护器件避免被刻蚀剂破坏，使得器件工作性能稳定。