本发明属于地球物理勘探设备领域，涉及一种地面-井中联合的三维磁共振测深装置及方法。该装置包含地面仪器系统、地面发射线圈、地面-井中连接总线和井中仪器系统四部分。通过上位机向地面仪器系统配置探测参数，由地面仪器系统的发射单元发射磁共振激发脉冲，由井中仪器系统的三分量线圈接收三分量磁共振信号，并将发射参数和接收的信号数据发送给上位机分析。该装置结合地面探测和井中探测的优点，提高了磁共振测深的垂直和水平分辨率，并且利用井中三分量线圈作为接收传感器，实现了三维探测。