本发明提供一种基于优化孔腔的水下吸声超材料，所述水下吸声超材料包括周期性排布的元胞单元，元胞由纤维增强树脂面板、粘弹性聚合物层和优化孔腔组合三个部分组成。三块纤维增强树脂面板将元胞沿声部入射传播方向分割为高度不同的上下两层，两层内部均填充粘弹性聚合物，优化孔腔组合包括两个独立孔腔，分别位于两层粘弹性聚合物内部。所述水下吸声超材料的孔腔采用曲线优化型的外形实现低频宽带吸声，并采用纤维增强树脂面板增强耐水压能力，可以应用于两端均为水背衬的条件，克服传统含孔腔聚合物需要贴覆于刚制外壳材料上使用的局限性，为水下吸声材料提供了新的选择。本发明具有结构简单、原材料易得、制备工艺成熟，孔腔几何参数可设计性强等特点，满足轻质和低频宽带吸声的一体化需求，在水下装备的吸声蒙皮或者减振降噪材料等领域具有广泛的用途。