本申请提供一种基于超透镜的3D传感系统及包括其的手持终端，其包括红外光发射器和红外光接收器；红外光发射器包括红外光源和第一超透镜；红外光接收器包括红外CMOS和第二超透镜；第一超透镜和第二超透镜均包括基底和阵列排布的结构单元，结构单元由基底表面的纳米结构组成；其中，第一超透镜被配置为将红外光源发出的光进行准直并在远场生成点云；第二超透镜被配置为会聚目标物体反射的红外光至红外CMOS。本申请技术方案具备重量轻、体积小、易于生产和维护的特点。同时由于其结构简单，适用于工况较差，易受到震荡和冲击的应用场景，如手持设备、无人机、各种探头等，可以用于人脸识别，手势识别等多种功能。