本发明公开一种非线性结构单元，包括接口模块和振子组合体，接口模块包括接口壳体部和接口封盖部，接口壳体部内设置有接口空腔部；振子组合体设置于接口空腔部内，包括自由活动模块、约束活动模块、第一弹性模块和第二弹性模块。该非线性结构单元能够在不需要增加结构重量的情况下，轻松实现了质量和阻尼双重放大，显著拓宽低频吸波频带，实现了对低频弹性波的拓宽吸收，并提高了超材料结构的可靠性，克服了传统超材料元胞难以实现对低频弹性波宽带吸收的缺陷，同时还具有结构简单、整体刚度大、鲁棒性好、成本低廉的优点。本发明还提出一种低频宽带降噪超材料结构，其包括基本部件和若干如上所述的非线性结构单元。