本发明涉及一种电磁超材料透镜单元及超材料透镜天线，该透镜单元包括介质基板层和双层金属叉型谐振结构，其中，所述双层金属叉型谐振结构包括两个半包围框结构，两个所述半包围框结构分别相对设置在所述介质基层板顶部和底部形成所述双层金属叉型谐振结构；每一所述半包围框结构均包括一侧开口类似U型的半包围金属结构线，相对开口一侧的所述半包围金属结构线中间向内延伸设置有一突触。本发明采用双层谐振结构，通过调整谐振结构参数实现了频段内全相位调节，能够对入射电磁波相位进行调整，提升超材料透镜天线整体增益，通过阵列布置实现波束聚焦、扫描等功能。