本发明公开了一种基于色散超表面的光纤束多方位三维共聚焦成像装置及方法，属于光纤显微内窥领域，主要包括宽带光源模组、振镜扫描系统、耦合物镜、微型探头模块、探测模块和计算机控制系统。其中微型探头模块包含侧向成像模式下将光纤束远端出射光反射到侧面的微型直角棱镜，以及用于三维成像的色散超表面，通过以上各模块的配合可以得到样品的三维图像。本发明提出了利用光纤束共聚焦原理结合超表面设计实现多方位三维成像的新方法，既可以前向成像也可以侧向成像，其成像速度快、分辨率高且视场范围大；装置无需装载电动机械扫描探头，极大地简化了成像元件的体积，能真正做到在体低损伤的无透镜成像。