本发明公开了一种适用于非平整衬底晶圆级纳米压印的装置和方法。其方法为：引入一种氟聚合物基薄膜结构复合软模具，压印采用气体辅助“微接触”和“流体介电泳力”驱动实现液态聚合物在很小压印力条件下对于模具纳米结构腔体的快速完全填充；脱模基于氟聚合物基极低表面能，并结合“两次固化”和“揭开”式脱模方法，采用微小的脱模力即可实现大面积脱模。本发明实现了在非平整（弯曲、翘曲或者台阶）或曲面或者易碎衬底制造大面积微纳米结构，具有复形精度高、压印面积大、效率高、成本低的显著优势，适用于LED纳米图形化技术、光学器件（如光学透镜）、蝶式太阳能聚光器、微流控器件等器件的制造。