本发明公开了一种大面阵纳米针结构制备方法及装置，包括：利用张力梯度驱动微、纳米颗粒在液气界面形成大面积自组装结构，并将其转移至硅基板表面。利用氧气反应离子刻蚀技术对大面积自组装结构中的颗粒直径进行调整，以形成非紧密排列的周期性微、纳米颗粒结构。利用电子束蒸镀在非紧密排列的周期性颗粒结构表面制备镀金层。随后利用超声清洗的方式去除颗粒以形成镀金层、硅基底交替排布的周期性表面。将基板放置于氢氟酸/双氧水混合溶液中进行金催化刻蚀以形成纳米柱结构。最后利用六氟化硫反应离子刻蚀技术对纳米柱结构进行非均匀刻蚀以形成大面阵纳米针结构。该方法制备面积大，制备精度高，形状可控性强、制备稳定性高。