本发明公开了一种多元纳米碳纤维纱应变传感器及其制备方法，首先将炭黑/碳纳米管/石墨烯均匀分散在二甲基甲酰胺/四氢呋喃混合溶剂中，再将热塑性聚氨酯颗粒溶解在分散液中配制纺丝液，经静电纺丝的方法形成纳米纤维束，随后对其加捻得到由多元纳米碳纤维组成的导电纱线，最后用锡箔纸和导电银胶在纱线两端制备电极得到多元纳米碳纤维纱应变传感器。该制备方法简单合理，可大批量制备具有可编织性和可洗性的导电纳米纤维纱，该纱线可以直接作为应变传感器使用。该纱线传感器可直接编织或者缝入服装、护腕和护膝等运动装备以及人体上的其他物件，如：黏贴于人体的膏药，探测人体运动以及呼吸和心跳等生理信息。