本发明公开了一种基于发射波束扫描的机载下视三维合成孔径雷达成像系统，解决了现有下视三维合成孔径雷达成像系统回波数据量大、成像处理复杂和时效性差的问题。本发明的雷达发射机利用发射波束形成技术产生在垂直航向具有不同预设指向的窄波束，通过在飞行平面内垂直航向放置的相控阵天线依次逐个发射雷达发射机产生的窄波束，在每一方位时刻对垂直航向进行窄波束扫描；回波由相控阵天线的单个阵元接收，并传送到雷达接收机以完成单通道回波数据的采集；采集到的数据经成像处理器完成回波数据的三维成像处理。本发明具有回波数据量少、成像处理复杂度低和时效性强的优点，具备对目标场景特别是复杂目标场景进行快速三维成像的能力。