本发明公开一种基于柔性纳米伺服运动系统的扫描电镜直写光刻系统，包括电子室、离子室、样品室和控制系统；电子室包括电子室腔体、电子枪、阳极、电子束阻断器、电磁透镜和电子束偏转线圈；离子室包括离子室腔体、离子源、离子束扫描偏转电极等；样品室包括样品室腔体、次级电子探测器、纳米精度柔性伺服运动平台系统等；控制系统包括计算机、电子束扫描控制器、离子束扫描控制器等。电子室产生的电子束或离子室产生的离子束均可进行纳米直写制备，样品室中的纳米精度柔性运动平台可与电子束/离子束协同运动(联动)，避免制备中拼接误差，以实现大面积无拼接误差的纳米直写光刻。该系统还可在制备过程中进行原位检测，便于实时观察制备结果。