本申请公开了一种飞秒激光双光子聚合加工系统、消色差透镜及其制备方法，涉及飞秒激光微纳加工和X射线成像技术领域，公开了飞秒激光双光子聚合加工系统，包括：激光光路，激光光路包括沿激光输出方向依次设置的飞秒激光器、第一扩束镜、第一反射镜、第一双色镜和油浸物镜；抑制光光路，抑制光光路包括沿抑制光输出方向依次设置的抑制光光源、第二扩束镜、相位板、第二反射镜、第二双色镜、第一双色镜和油浸物镜；其中，飞秒激光器发出的飞秒激光和抑制光光源发出的抑制光在第一双色镜合束形成加工光，加工光穿过油浸物镜后对待加工材料进行加工。本申请能够满足X射线消色差透镜的高精度加工需求。