本发明提供一种基于马赫曾德尔干涉的光纤传感器及其测量方法，基于马赫曾德尔干涉的光纤传感器包括环形芯光纤、多模光纤、输入单模光纤和输出单模光纤；输入单模光纤、多模光纤、环形芯光纤和输出单模光纤依次熔接构成马赫曾德尔光纤传感结构，马赫曾德尔光纤传感结构将输入单模光纤中的基模能量输入多模光纤对应的多个光路中，多个光路中的光被耦合进环形芯光纤的纤芯和内外包层中，形成纤芯模和内外包层模，环形芯光纤的纤芯模和包层模发生干涉，形成干涉条纹对环境温度和待测物曲率进行测量，并且，通过熔接一段多模光纤充当耦合器能够产生较好的干涉效果，显著提高光纤传感器对于温度和曲率的测量灵敏度。