本发明实施例公开了一种3D机械探头，包括基座、声窗、软管、堵头，该声窗连接到基座，且与基座之间包括一密闭空间，基座连接有接头，软管一端连接到该接头，接头包括贯穿该接头的通道，软管的内腔通过该通道与密闭空间连通，堵头与软管的另一端连接，密闭空间和软管中充满耦合液，软管在至少一部分长度上各处垂直于软管轴线的截面的内轮廓满足：该内轮廓上至少一部分点处的曲率半径大于该内轮廓上至少另外一部分点处的曲率半径。本发明实施例中软管截面的内轮廓为非圆形，软管一直在非圆形截面内轮廓状态下工作，无需拉伸软管壁，仅通过截面内轮廓的形状改变即可提供对耦合液体积的补偿，从而减小了密闭空间中耦合液的压力。