本发明公开了一种曲面工件表面微织构激光烧蚀加工装置及方法，属于激光加工技术领域，包括：固定座；直线模组和安装在直线模组上的激光器；直线模组带动激光器沿Z轴方向上下移动；五轴联动机械运动平台，设置在固定座上，五轴联动机械运动平台上安装有夹具；五轴联动机械运动平台带动待加工的曲面零件五轴联动，以实现加工曲面零件的位姿调控；多轴运动控制器，设置在固定座上，并与五轴联动机械运动平台电连接；计算机，与多轴运动控制器、直线模组、激光器电连接。本发明通过五轴联动可实现对激光加工位置和曲面工件姿态的精确控制，保证加工过程中激光焦点始终位于工件表面，保证激光束始终垂直于工件，可以有效保证加工质量。