本申请涉及一种薄膜衍射元件的设计方法及薄膜衍射元件，包括：获取薄膜衍射元件的基本参数，其中，所述薄膜衍射元件为宽波段衍射元件，所述基本参数包括所述薄膜衍射元件的中心设计波长、带宽宽度、波长采样间隔、台阶宽度以及台阶周期数；根据所述基本参数计算各采样波长对应的台阶高度；根据所述台阶高度进行仿真实验论证以得到所述薄膜衍射元件。本发明的复消色差衍射元件的应用能够大幅度降低光学系统的质量，从而能够减少空间运载装置对天基望远系统的尺寸和质量限制；压缩光学系统在轴向上的空间，促进智能设备进一步的轻薄化和便携化。