本发明公开了一种微纳光栅表面粗糙度的无损检测方法，包括如下步骤：用去离子水、无水乙醇和异丙醇对微纳光栅进行超声清洗，氮气吹干将三甲基氯硅烷滴到表面皿中，与微纳光栅一同置于真空干燥环境下，使三甲基氯硅烷充分钝化微纳光栅的表面；将固化剂加入聚二甲基硅氧烷中，混合均匀，消泡，得到PDMS混合物；将PDMS混合物倒在表面皿中，再将微纳光栅置于PDMS混合物表面，将附着PDMS混合物的微纳光栅置于真空干燥环境中脱气、固化，得到凝固仍带有微纳光栅的硅胶膜；将该硅胶膜与微纳光栅进行脱模，用硅胶模进行粗糙度测试。本发明可实现对微纳光栅表面难以测量的侧壁、槽底、深孔等复杂结构进行采集和复制，为复杂的微纳结构表面粗糙度测试提供了新思路。