本发明提供了一种基于有机薄膜晶体管的二氧化氮传感器及其制备方法，属于传感器及其制备技术领域，所述二氧化氮传感器从下至上依次包括衬底、栅电极、介电层、有机半导体层、源电极和漏电极，所述有机半导体层为金纳米棒与有机半导体材料的混合材料。采用金纳米棒这种棒状结构材料进行掺杂能影响有机半导体材料的分子链取向，导致更好的成膜结晶度和结晶取向，从而获得更好的器件性能，有利于传感信号的传输，同时，金纳米棒的掺杂，显著提高了聚合物薄膜的表面粗糙度，增大了与二氧化氮分子的接触面积，进而更容易感应外界的二氧化氮浓度变化，提升了有机薄膜晶体管的气体传感特性，实现器件对二氧化氮的高灵敏度高响应探测。