本发明提供一种基于双环结构的高灵敏度M-Z干涉仪，包括激光器、隔离器、衰减器、偏振控制器和第一耦合器，第一耦合器通过光纤与相位调制器连接，相位调制器通过光纤与第二耦合器连接，第一耦合器通过光纤和第一耦合区与第一微纳光纤环连接，第二微纳光纤环通过第二耦合区与第一微纳光纤环连接，第一微纳光纤环和第二微纳光纤环组成了双光纤环，双光纤环通过光纤与第二耦合器连接，第二耦合器通过光纤与探测器连接。本发明利用该结构进行非对称型高灵敏度双光纤环耦合M-Z干涉仪折射率传感，则在同样的条件下具有更高的灵敏度。同时，利用该结构可以减小安装设备所需空间，提高装置的稳定性。