本发明涉及一种高精度可见光成像系统像面对接装置及方法，应用于航空、航天领域光学成像系统的像面对接。该装置包括显示器和水平设置的光学导轨，光学导轨上依次安装有图像探测器、光学镜头和平行光管；图像探测器通过组合移动台与光学导轨相连；图像探测器包括朝向光学镜头的探测器焦平面，图像探测器与显示器相连；光学镜头通过组合移动台与光学导轨相连；平行光管通过平行光管支架与光学导轨相连；平行光管支架和组合移动台均可进行三维平动和转动。本发明能够一次性实现光学镜头光轴与图像探测器焦平面垂直度调整、光学镜头成像面与图像探测器焦平面重合度调整、光学镜头光轴与图像探测器焦平面中心法线重合度调整，像面对接效率高。