本发明涉及一种三维微纳米加工方法，包括如下步骤：S1，提供一种在离子束辐照下可变形的固体材料；S2，提供一种掩模；S3，将掩模固定于固体材料的顶表面上形成样品；S4，利用离子束辐照样品以在固体材料的未被掩模覆盖的顶表面上形成肿胀，其中，控制离子的种类、能量和剂量以调控肿胀的垂直于顶表面的高度，通过掩模的形状以调控肿胀在平行于顶表面的平面上的分布。本发明首次将离子束辐照技术应用于三维微纳加工领域，实现了超硬、耐高温、耐腐蚀材料的三维微纳加工。