本发明公开了一种基于表面等离激元共振单元的偏振传感器及传感方法。该偏振传感器包括衬底和由表面等离激元共振单元构成的阵列，表面等离激元共振单元围绕阵列中心形成一圈或者多圈的同心圆；在同一个圆周上，等离激元共振单元的共振波长相同，且共振单元在360°的范围内均匀分布；对于多圈的同心圆阵列，从阵列内圈到外圈，等离激元共振单元的共振波长呈等差数列逐渐增大或减小。这种传感器通过成像设备来探测在单色偏振光照射下，传感器上等离激元共振单元阵列中发生共振的单元的位置，来实现入射光偏振方向的传感。本发明具有探测技术简单直观，灵敏度高且稳定性好，所需检测设备成本低等优点。