本发明公开一种微透镜阵列加工方法，包括如下步骤：步骤一、加工模板模具，模板模具上具有能够固定微球的凹坑；步骤二、在模板模具上自组装微球组成的阵列；步骤三、利用步骤二中获得的微球组成的阵列，在一定温度下压印光刻胶，获得光刻胶表面微透镜阵列图案；步骤四、利用等离子体刻蚀实现步骤三中所获得的光刻胶上的微透镜阵列图案向基底模具转移；步骤五、去除基底模具上的残留光刻胶，得到微透镜阵列模具。本发明利用凹坑为微球自组装导向，通过调整凹坑的孔径、凹坑之间的间距、位置以及微球的大小以达到最终调控微透镜阵列的方式，从而实现位置可控的微透镜阵列模具的制造，进而实现微透镜阵列制造的可控性。