本公開提供了一種電壓傳感器及工作方法，屬于傳感器技術領域，包括導體、第一電極、第二電極、波導元件和至少一層二維材料；所述二維材料與第一電極連接，所述導體與第二電極連接，導體與二維材料之間絕緣，二維材料與導體間形成電容結構，波導元件分成兩路，所述導體和二維材料均設置在兩路波導元件之間；輸入電壓通過形成的電容結構調(diào)節(jié)二維材料表面載流子的濃度，使二維材料化學勢發(fā)生的變化，引起二維材料對特定波長激光吸收率的變化，通過吸收率和電壓間對應關系，實現(xiàn)穩(wěn)定性更高且抗干擾能力更強的電壓測量。