一种基于双层水凝胶温度敏感薄膜的柔性温度传感器、制备方法及其在温度传感中的应用，属于温度传感技术领域。该柔性温度传感器具有平面的层状结构，由上电极层、中部双层水凝胶温度敏感薄膜、下电极层组成；其中，双层水凝胶温度敏感薄膜由聚乙烯醇水凝胶薄膜与聚苯乙烯磺酸钠/聚乙烯醇水凝胶薄膜组成，通过将上电极层、中部水凝胶温度敏感薄膜和下电极层压合在一起即可得到该传感器。通过改变水凝胶薄膜的厚度及其中所含的离子浓度，调控离子在水凝胶薄膜中的传输过程，实现高精度温度传感；制得的传感器具有高灵敏度、高分辨率以及良好的循环稳定性，为体温的高精度监测提供了可能，在人体健康监测领域以及电子皮肤领域具有良好的应用前景。