本发明公开了一种时空整形装置、时空整形系统及方法，解决了现有激光整形加工技术无法同时兼顾时域整形和空域整形的问题，该时空整形装置，包括分光镜以及SLM；分光镜的前表面镀设增透膜，分光镜后表面镀设分光膜；SLM放置在分光镜的后方，且SLM的前表面与分光镜后表面之间的间距为△L；SLM上加载反射式全息图，或者同时加载反射式全息图以及空域整形全息图；原始激光脉冲通过分光镜和SLM的时空整形处理后，产生了多个子脉冲，每相邻两个子脉冲之间的时间延迟均为△t；△t＝n₀×2△L/c；其中，n₀为时空整形装置所处环境的折射率，c为光速。