本发明属于水下目标探测技术领域，涉及可控源电磁和水声复合目标探测系统及探测方法。该系统包括：偶极电流源；拖曳在探测船船尾的一条或数条复合探测缆；复合探测缆上等间距设置若干组水声和电磁信号探测装置；复合探测缆利用同步移动的偶极电流源产生的电流源信号实现海洋可控源电磁场和水声信号的同步采集。本发明中，拖拽在探测船尾的一条或数条复合探测缆，及其上布设的多组水声和可控源电磁信号探测装置，其覆盖范围内形成了探测区域，通过对进入其探测区域内的水下移动或静止目标同步采集其可控源电磁场和水声信号，并进一步对采集的信号进行运算处理，可以探测或实时监测进入其探测范区域内的水下移动或静默目标的位置、方位、深度、形状、几何尺寸及电导率或电阻率信息。