本发明公开了一种通过操纵宏观衬底移动轨迹设计制备微纳米结构的方法，包括：采用微米尺度的物体将掩膜版隔空支撑于衬底上，在蒸镀或溅射等材料生长或离子束刻蚀或光刻蚀过程中，通过控制衬底的宏观移动轨迹，使材料或刻蚀源通过掩膜版在衬底表面形成与衬底宏观移动轨迹相同、尺寸缩小的微纳米结构。所述衬底的宏观移动轨迹不在以蒸镀源或溅射源为球心的球面上。本发明方法操作简便、设计灵活且制备的微纳米结构的尺寸和形状精准可控，在微纳米结构相关的超表面、等离激元、磁性材料、半导体器件制造等领域具有巨大的实际应用潜力。