本发明一种高精度微透镜阵列结构的微纳制备方法：步骤一、选择模具材料；步骤二、将模具材料表面进行磨削与精抛光；步骤三、设计欲加工的微透镜阵列结构方案；步骤四、确定飞秒激光加工参数；步骤五、将模具材料置于飞秒激光精密运动平台上，按照设计好的阵列结构和激光参数在材料表面加工出微透镜阵列结构；步骤六、将飞秒激光加工后的模具材料置于金刚石悬浮液中，采用超声波振动抛光装置进行振动抛光；步骤七、将经过超声波振动抛光的模具材料置于无水乙醇或水溶液中进行超声波清洗，得到模具表面的高精度微透镜阵列结构。该加工方法具有加工周期短，精度高，成本低，加工结构表面平滑等显著优点，且加工过程不存在刀具磨损。