本发明涉及一种非线性耦合共振单元及非线性声学超材料元胞结构，所述非线性耦合共振单元包括：振子、弹簧、底座、套筒和支撑杆；所述振子中间设有中心孔，所述支撑杆穿过所述振子的中心孔；所述振子与支撑杆同轴心设置；所述支撑杆以振子为中点，两端对称且均套设在套筒中；所述套筒远离振子的一端设有底座，所述振子两端均通过弹簧与底座固定连接；所述振子的端面与所述套筒的端面之间以及所述振子的中心孔与所述支撑杆之间均设有间隙。该单元具有结构紧凑、可调节等特性；应用该单元，基于典型板壳结构，设计了超非线性材料结构，可产生非线性局域共振带隙和混沌带，使其在小附加质量下产生低频宽带的振动抑制效果。