本发明公开了一种正交光栅型微纳结构的制备方法及制备系统，包括：通过分束镜将由纳秒激光器产生的单光束分为两条光束；通过光学透镜组将所述两条光束会聚到样品架，形成双光束干涉条纹光场；调整纳秒激光器的加工参数，以使纳秒激光器满足预设的单位面积激光功率密度；其中，在所述预设的单位面积激光功率密度下的所述纳秒激光器能同时刻蚀出双光束干涉直写条纹结构与激光辐照诱导条纹结构；通过扫描控制，控制所述纳秒激光器对放置在样品架上的样品进行激光扫描加工，以使利用所述双光束干涉条纹光场在所述样品的表面上刻蚀出正交光栅型微纳结构。本发明解决了现有技术不能一步制备在不同方向上观察到结构色的正交光栅型微纳结构的技术问题。