一种高精度高动态性能的五轴离子束加工装置及其控制方法，该装置包括数控系统、机架组件、X轴直线运动组件、Y轴直线运动组件、Z轴直线运动组件、A轴直驱组件、B轴直驱组件、工件输送组件、离子源，通过五个方向上的驱动实现了离子源的精确运动。该方法为：沿光学镜面法向加工时，在工件坐标系内光学镜面点的位姿经旋转变化转换为机床坐标系内坐标点，并由法向等靶距加工，解算出机床各轴的运动位姿；再采用S型速度加工模式，解算出机床各轴在各个加工点的速度。本发明具有运动平稳、刚性好、精度高、动态性能高等优点。