本发明涉及一种分布式磁共振地下水探测装置及探测方法，该装置包括激发装置、极化装置、搭载阵列式冷线圈传感器的空中接收结构及所属探测线圈。极化发射机通过位置解析模块确定其与机载接收结构的位置，并确定其是否输出。探测中，极化装置首先极化水源，增强磁共振信号幅值；当极化电流快速平稳关断后，激发装置输出瞬时当地拉莫尔频率的脉冲激发水中氢质子；停止激发后，氢质子返回至初始能级，使用阵列式冷线圈传感器采集磁共振信号；最后通过无线模块将该信号传输至手持终端显示并保存。本发明使用分布式发射结构及阵列式冷线圈对地下水进行探测，具有抗噪性强、多维精细成像、高效率的优点，扩展了地下水勘探范围。