本发明揭示了一种同轴掩模对准装置、光刻设备及对准方法。所述同轴掩模对准装置包括照明模块，提供对准光束；投影物镜，位于所述掩模版下方；基准板，位于所述工件台上，承载基准参考标记；以及图像探测和处理模块，位于所述基准板下方，随着所述工件台移动，且所述基准参考标记位于所述图像探测和处理模块的视场范围内，所述图像探测和处理模块用于接收依次经过所述掩模对准标记、投影物镜及基准参考标记的对准光束，得到所述掩模对准标记与所述基准参考标记的成像，经过处理后得到所述掩模对准标记与所述基准参考标记的相对位置信息，用于所述掩模版与所述工件台对准。本发明采用自带独立式照明，结构简单，操作便捷，提高了对准效率。