本发明公开了一种温敏型碱致变色双层水凝胶及其制备方法和应用，属于吸水材料技术领域。双层水凝胶包括变色层凝胶和吸水层凝胶；变色层凝胶的制备单体包括丙烯酰胺和2‑(1‑(4‑乙烯基苯甲基)吡啶‑1‑基)‑乙烷‑1‑磺酸酯，吸水层凝胶的原料包括甲基纤维素、丙烯酸和中和剂。首先聚合反应得到吸水层凝胶；之后将变色层凝胶制备单体、交联剂和引发剂溶解于水中，得到前驱液，然后置于吸水层凝胶的表面，继续聚合反应即可。本发明制备的双层水凝胶兼具温敏性，高吸水性、耐盐性和pH响应诱导的可逆颜色变化，可应用于监测盐碱环境中pH的变化，也可用于荒漠化防治与盐碱地改良中，具有广阔的应用前景。