本发明公开了一种跨尺度双金属协同增强拉曼散射芯片，包括芯片基底，所述芯片基底上加工有微结构阵列，所述微结构阵列表面镀有两层金属膜；本发明还公开了一种制备跨尺度双金属协同增强拉曼散射芯片的方法，首先选取适合的芯片基底材料，然后在所选基底材料表面加工微结构阵列，最后在微结构阵列表面依次镀两层金属膜。本发明的跨尺度双金属协同增强拉曼散射芯片具有跨尺度多级结构，芯片基底的微米级结构与金属纳米级岛膜结构之间的协同作用以及两层金属膜的双金属协同作用，使该芯片集多重拉曼增强因子于一身，具有超高的分析灵敏度；本发明制备拉曼芯片的方法简单，重复性高，易于实现规模化生产。