本发明提供了一种基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，包括：L型石墨烯阵列、切割线型石墨烯阵列、缺陷圆盘型石墨烯阵列、介质基板以及金属层；所述介质基板一侧连接所述金属层，另一侧面设置L型石墨烯阵列、切割线型石墨烯阵列以及缺陷圆盘型石墨烯阵列。本申请通过采用L型石墨烯阵列、切割线型石墨烯阵列及缺陷圆盘型石墨烯阵列上激发的不同阶次石墨烯等离激元间的杂化和耦合作用，产生了十二通道共振吸收峰用于折射率传感，这大幅度提高了系统的效率和可靠性。