本发明公开了一种介质界面光学传感器及其检测方法，包括用于容纳流体介质以形成待监测介质界面的流体管路；流体管路上设有对射式光学结构和全反射式光学结构，全反射式光学结构位于对射式光学结构的下方，且全反射式光学结构和对射式光学结构的输入端均与光源电源电连接，全反射式光学结构和对射式光学结构的输出端与控制器信号连接。本发明设置对射式光学结构和全反射式光学结构，利用光的对射原理和全反射原理的配合，实现在通明介质和不透光介质的情况下对被监测介质界面位置进行准确的监测，检测可靠性高，还能应对各种物理属性不同的介质情况，应用范围广，且本发明整体结构简单，可以基于原有光学传感器的改造，简易便行。