本发明公开了一种液晶变焦曲面透镜及其制备方法、成像系统，包括：外曲面透镜、电极层、液晶层、取向层和内曲面透镜等组件，通过模压法制备出内外曲面镜片，借助取向层设置液晶的初始排布，再利用溅射和切割成型的菲涅尔环带电极以控制液晶的折射率，引起光束的汇聚或发散，进而实现连续而精准的焦距变化。本发明不仅揭示了液晶变焦曲面透镜的设计和制备方法，还发展了曲面透镜的夹持、焦距测量和成像检测等装置的设计和使用方法。该液晶变焦曲面透镜具备变焦能力强、驱动电压低、轻薄小巧、制作简便等优点，能适应正负范围内的屈光度和变焦调控，对拓展工业视觉检测镜头、角膜接触镜和望远系统的连续可控变焦具有启示作用。