本发明公开一种三维曲面轧机，包括左右立柱、上横梁、下横梁、上辊和下辊，上辊的两端连接有压下机构，压下机构用于调整下辊和上辊之间的总间隙；上辊和下辊的轴向母线为弧线；下辊的下方和/或上辊的上方连接有若干组微调机构，若干组微调机构用于调节下辊和上辊之间的局部间隙。本发明通过调整压下机构调整下辊和上辊之间的总间隙，并通过调整不同位置的微调机构控制局部间隙，形成下辊和上辊之间不同位置处板材的非均匀压下量，产生在轧制方向和垂直于轧制方向的双向弯曲效果，进而得到三维曲面件。