本发明涉及一种海底地震波测试设备及方法，包括基座、探测机构、贯入机构、激振机构、以及控制系统，基座放置于海床上，探测机构包括探杆、静力触探探头、数据采集记录仪、波速测试仪、以及多个检波器，检波器为圆柱形且同轴地安装在探杆中，多个检波器分别安装在探杆的不同高度位置处，检波器与波速测试仪通讯连接，静力触探探头同轴地安装在探杆底端，并与数据采集记录仪通讯连接，波速测试仪和数据采集记录仪都与控制系统通讯相连；贯入机构安装于基座，能够将探杆贯入到海床土体中；激振机构固定安装在基座上并与海床土体接触，激振机构能够在海床土体中产生剪切波和压缩波；所述控制系统分别与贯入机构和激振机构都控制相连。