本发明公开了一种多波长共焦衍射元件及其设计方法，首先确定元件口径、焦距及使用波长；然后根据单波长聚焦元件设计公式确定每个波长对应的台阶加工区域及台阶高度；对多个单波长元件对应的台阶加工区域进行逻辑运算优化，得到新的台阶加工区域；根据使用需求，对多个单波长元件对应的台阶高度进行综合优化得到新的台阶高度；根据新的台阶加工区域与台阶高度，形成多波长共焦衍射元件加工文件。本发明所述的多波长共焦元件，使用一片衍射元件即可实现多波长共焦汇聚；其加工采用传统衍射元件加工方法，不增加工艺难度；其设计方法采用正向设计思路，无需复杂的迭代过程，对波长数值与元件口径没有限制，设计自由度高。