本发明提供一种三维真空传感器及其制备方法，该方法制备的热电堆和加热器位于不同的平面上，热电堆位于加热器的上面，可以进一步实现热电型真空传感器的微型化；采用干法腐蚀释放结构，通过对腐蚀开口和刻蚀时间的控制，可以获得较小的微加热器到衬底的垂直距离，有利于提高热传导真空计的压强测量上限，同时避免了结构层与衬底黏连的问题，提高了器件的成品率；增加了硅盖板，增强了气体的热传导，有利于提高热传导真空计在较高气体压强端的灵敏度。此外，本发明中所采用的半导体衬底、热电堆和微加热器的材料、以及采用的制备工艺都是半导体工艺中常用的，可以很容易与现有CMOS工艺相兼容。