本发明公开了一种基于有效介质理论的消色差超透镜设计方法，首先根据聚焦所需的超表面相位轮廓分布与相位‑光程关系求出亚波长结构单元所需的高度；然后根据有效介质理论，利用填充系数不变原理将每个径向位置上的宽度相同、高度不同的结构单元转化为高度相同、宽度各异的结构单元，从而得到平面化超透镜的整体结构；最后通过聚焦离子束的方式在光学材料基底上直接切割成型。本发明通过采用在目标工作波段内具有低色散的透明材料，制备基于有效介质理论的超透镜，可在宽频范围内，实现高效率、偏振不敏感、连续消色差。本发明设计简便、构型简单，可一步成型，简化了传统光学超透镜的制备工艺，提高了消色差超透镜设计自由度并拓宽了其应用场景。