本发明提供一种利用锥透镜实现硬脆材料纳米级小孔的加工系统及方法，解决现有利用锥透镜在硬脆性材料表面制备小孔时难以加工亚30nm以下小孔以及小孔结构均匀性较差的问题。本发明加工系统包括飞秒激光器、偏振控制模块、能量控制模块、锥透镜、准直镜、显微加工模块、控制系统、球透镜和光谱探测模块；偏振控制模块、能量控制模块、锥透镜、准直镜、显微加工模块沿飞秒激光器的出射光路依次设置，控制系统分别控制光谱探测模块、飞秒激光器和显微加工模块；光谱探测模块通过球透镜对纳米小孔的光散射信息进行采集，并将该信息反馈至控制系统，控制系统根据该信息对贝塞尔光针在硬脆材料中的位置进行精确补偿控制和修正。