本发明公开了一种镀金碳纳米管薄膜电离式甲烷传感器,包括三个自上而下依次分布的第一电极、第二电极和第三电极,第一电极由内表面附着有分布着镀金碳纳米管薄膜的金属膜基底以及设有小透气孔的电极构成;第二电极由中心设有小引出孔的引出极极板构成;第三电极由板面设有凹槽的收集极构成;该三个电极分别通过绝缘支柱相互隔离;镀金碳纳米管薄膜是将金纳米颗粒采用溅射方法附着在碳纳米管上;三电极之间的极间距按照小透气孔、小引出孔的孔径和凹槽的边长、深度设定。该镀金碳纳米管薄膜电离式甲烷传感器通过输出电流检测甲烷浓度,收集极电流大,可检测ppb级甲烷微量气体,灵敏度高。