本发明涉及气体传感技术领域，公开了一种三维电阻型气敏传感器及其制备方法和应用。本发明将二维过渡金属硫化物填入木材纤维素支架微纳米尺度通道中形成气敏感应部分，不仅能有效利用木材纤维素支架各向异性的机械抗压性，还有利于为载流子提供全方位和快速传输通道。为了进一步优化电子输出和输入、降低了电信号的噪声，在气敏感应部分上下两个端面制作了端电极，使其相互之间形成低阻值的欧姆接触。这种新型三维电阻型气敏传感器具有优异气敏传感性能之外，还具有低成本、低能耗、无污染、可持续，实用性的特点，满足半导体型气敏传感器发展的需求。