本发明涉及一种非等厚匹配层压电振子及其制备方法。该非等厚匹配层压电振子包括压电材料以及覆在所述压电材料表面的非等厚匹配层。压电材料表面为平面或曲面，压电材料表面的不同位置处的匹配层厚度呈连续变化。非等厚匹配层的厚度优选为0.8λ/4～1.2λ/4。该制备方法包括：将压电材料置于非等厚灌注模具内；在非等厚灌注模具内灌注匹配层材料；灌注的匹配层材料固化成型并脱模，得到非等厚匹配层压电振子。本发明弥补了现有等厚度匹配层的换能器发射电压响应起伏较大的缺陷，能够实现换能器带宽的扩展及减小发射电压响应起伏。