本发明涉及一种具有线性磁电阻效应的磁性多层膜，其为基于磁矩垂直于水平面的磁性材料的自旋阀磁电阻器件，包括：一衬底，其上依次沉积了缓冲层、第一磁性层、非磁金属导电层或者绝缘层、第二磁性层、反铁磁钉扎层及覆盖层，所述的第一磁性层的磁矩方向为竖直方向，第二磁性层的磁矩方向为水平方向，即第一磁性层的磁矩方向与第二磁性层的磁矩方向相互垂直。本发明提供的对磁场呈线性响应的磁性多层膜可用于磁场传感器和磁头。使用了本发明提供的磁性多层膜的磁场传感器克服了一般传感器只能探测水平方向磁场变化的缺点，在不改变传感器位置和方向的前提下，可以实现垂直方向磁场的测量。