本发明公开了一种底物强化型长期原位生物电化学传感器。该生物电化学传感器基于沉积物微生物燃料电池原理，包括阳极室、分隔材料、阴极和外部电路。阳极周围添加大分子有机底物并置于阳极室内部，形成底物强化型的阳极。阳极室的其余空间由底泥填充，底泥为阳极提供了严格的厌氧环境和微生物接种源，在发酵细菌的厌氧分解下，大分子有机物被缓慢持续地降解为可被产电微生物利用的小分子有机物，从而保证了传感器产电所需底物的持续供给，在实验室测试中可长达6个月维持传感器的正常工作。本发明解决了一般微生物燃料电池作为传感器难以实现长期原位监测的问题，为自然水体环境的长期原位低成本监测提供了新思路。