本发明涉及一种磁控溅射镀膜腔室、镀膜机以及镀膜方法。该磁控溅射镀膜腔室包括镀膜罩，样品台以及多个由外到内分布的磁控管组。其中，各磁控管组中具有偶数个磁控管且第1磁控管组的磁控管组中磁控管的数量≥4，第2磁控管组的磁控管组中磁控管的数量≥2，磁控管包括内磁体和位于内磁体两侧的两个外磁体，内磁体的极性与外磁体的极性相反。第1磁控管组中相邻的两个磁控管的外磁体的极性相反，所述第2磁控管组中相邻的两个磁控管的外磁体的极性相同。此时第2磁控管组中磁控管的磁力线会向外围延伸，同时被第1磁控管组中磁控管的磁力线束缚，这样可以有效提高等离子体的溅射纵深，进而提高大尺寸基材表面镀层厚度的均匀性。