本发明提供了一种以自然界存在的生物纳米结构为模板，通过二级复制制备抗反射薄膜的方法。所用的生物模板包括昆虫复眼和翅膀表面所具有的抗反射光子晶体，首先以生物纳米结构为模板真空蒸镀金属，于金属薄膜上得到与生物模板相对应的负型结构；然后以金属负型结构为模板浇铸有机聚合物，经固化后得到表面具有与生物模板一致的纳米结构的有机聚合物薄膜。本发明的抗反射薄膜制备技术工艺简单、成本低、产率高，并可实现大面积的纳米结构制备，所制备的带有表面纳米结构的有机聚合物薄膜具有很强的抗反射效果，成功模仿了生物表面纳米结构的抗反射功能，在光学上具有广泛的应用。