本发明涉及材料表面强化的技术领域，更具体地，涉及一种激光冲击强化曲面结构的方法，包括：测量待加工曲面的形状参数，根据曲面结构特征拟合待加工曲面的数学函数；确定激光垂直入射待加工表面所需的激光光束能量；确定若干特殊冲击区域的位置坐标并计算所需的对应激光光束能量；得到最终的激光光束能量分布表达式；根据激光光束能量分布表达式制备激光光束对待加工曲面进行冲击强化处理。本发明针对曲面结构的形状特征对激光光束能量分布进行调整，使待加工曲面的整个表面获得趋于一致的激光能量密度，实现曲面结构的等强度激光冲击强化，且在强化曲面结构的过程中，能够保证激光冲击强度的一致性，提升残余应力等表面完整性参数分布的均匀性。