本发明涉及机械加工技术领域，公开了一种多焦距曲面复眼透镜的设计与制备方法。该方法首先对曲面复眼透镜进行光学设计，得到每一级子眼透镜的弦长；选择基底并在所述基底表面旋涂光刻胶，形成带有微透镜阵列的光刻胶掩膜；对涂附有光刻胶掩模的基底进行刻蚀，将微透镜阵列转移到基底上；清洗去除所述基底表面的光刻胶，并对基底进行钝化处理；在所述钝化后基底的微透镜阵列上铺设聚合物，将微透镜阵列复制到了聚合物层上，并将所述聚合物层从基底上剥离；利用PDMS预聚液进行反脱模，将聚合物微透镜阵列转移到PDMS薄膜上；复制PDMS薄膜上的微透镜阵列，制备得到所设计的曲面复眼透镜。本发明成本低，曲率可控，加工过程简单，可重复性高。