一种纳米聚焦X射线组合透镜，包括透镜主体，位于透镜主体下方的衬基，所述透镜主体上开有多个呈直线顺序排布的通孔状空气隙，每个通孔状空气隙与透镜主体材料一起构成一个组合透镜的折射单元，所述空气隙的截面形状为椭圆形，所述空气隙对应椭圆短轴方向的最大口径尺寸小于椭圆短轴尺寸，所述空气隙对应的椭圆长轴位于同一直线上，所述空气隙对应的椭圆尺寸逐渐减小，由大到小顺序排列，入射X射线束首先入射并通过具有最大尺寸椭圆形空气隙的折射单元。