本发明属于超前地质预报技术领域，本发明提供了一种隧道超前地质预报全时域激发极化探测系统及方法，本发明通过控制恒流大功率发射模块和多通道并行采集接收模块的控制指令，接收观测数据并进行反演，且反演的过程中采用最小梯度支撑约束取代传统光滑约束，将数据形态作为先验信息引入反演目标函数，构建并求解基于数据形态约束的隧道全时域激发极化聚焦反演方程，以更新模型参数；可以完成视电阻率、极化率等多源信息采集和零频电阻率、弛豫时间、极化率、频率相关系数多参数反演成像，有效降低了电磁干扰和提高了探测效率，极大满足了施工隧道掌子面前方突涌水灾害源探测的迫切需求，具有较强的研究意义与应用价值。