一种基于余弦点积梯度约束的三维重磁联合反演方法，包括基于几何格架法的重力、重力梯度和磁法三维正演快速算法；依据余弦定理推导出三维余弦点积梯度函数，基于截断高斯牛顿法的三维联合反演算法，该方法既能避免存储雅克比矩阵，又能减少共轭梯度法求解线性方程时正演计算的次数。在传统重力和磁法数据中又加入了全张量重力梯度数据，能够进一步改善重磁联合反演的分辨能力；将上述正演、结构耦合方式以及联合反演算法相结合应用于重力、重力梯度和磁法数据中，充分发挥三方面的优势，有效地改善三维重磁联合反演的计算效率、内存消耗和分辨能力。