本发明公开了一种双靶点嵌合抗原受体及其表达载体和应用,属于肿瘤免疫药物领域。所述双靶点嵌合抗原受体包括:依次连接的信号肽、靶向NKG2DL的受体NKG2D胞外区、靶向GPC3单链抗体、加长CD8α铰链区、跨膜区、共刺激因子和胞内信号域,信号肽的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:1所示,靶向NKG2DL的受体NKG2D胞外区的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:2所示,靶向GPC3单链抗体的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:3所示,加长CD8α铰链区的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:4所示,跨膜区的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:5所示,胞内信号域的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:6所示。该双靶点嵌合抗原受体能够避免低丰富抗原表达肿瘤细胞产生逃逸的问题,从而有效降低肿瘤复发的风险。