一种透镜阵列光学元件抛光方法及装置，抛光装置中的结构化抛光头固定在抛光头旋转电机上，通过改变旋转速度调整抛光液剪切速率。抛光头旋转电机通过抛光头角度变换平台与音圈电机连接，音圈电机使抛光过程中抛光头与工件间的抛光力保持恒定。抛光头角度变换平台与三轴联动平台连接，实现结构化抛光头和工件保持恒定的间隙。抛光液槽安装在工件旋转平台上,曲面透镜阵列工件安装在抛光液槽内表面，通过抛光液槽的旋转实现工件的连续均匀抛光。本发明能够实现对透镜阵列光学元件的低损伤甚至无损伤抛光，实现纳米甚至亚纳米粗糙度。另外基于非接触抛光的高柔性特点，提出两种透镜阵列光学元件的抛光方法，提高加工的可控性。