一种视觉仿生感光成像装置及应用方法，包含刚体透镜组、孔径光阑、仿生可调透镜模块、微型气泵、可伸缩装置、可变像距仿生图像传感元件、壳体和俯仰旋转模块；所述壳体内依次同轴设置有刚体透镜组、孔径光阑、仿生可调透镜模块和可变像距仿生图像传感元件；微型气泵和可伸缩装置安装于壳体内，可变像距仿生图像传感元件可相对壳体沿轴向滑动；所述仿生可调透镜模块包含第一可调透镜、第二可调透镜和多孔式玻璃内透镜；第一可调透镜和第二可调透镜分别与多孔式玻璃内透镜螺纹连接并用内密封圈进行密封；俯仰旋转模块安装在所述外壳的底部，以驱动外壳作俯仰和旋转运动。本发明具有结构紧凑，观察范围大，可实现曲面感光和双轴旋转的特点。