本发明公开了一种多层系储集体立体刻画与油气空间分布及定容方法，该方法包括以下步骤：获取目标区域的三维地震振幅数据体和钻测井数据；对三维地震振幅数据体进行构造导向滤波处理；在三维地震振幅数据体的基础上，通过机器学习技术识别断裂和裂缝；对三维地震振幅数据体求取振幅曲率属性，以预测孔洞型储层；对三维地震振幅数据体做井震标定，提取子波并求取波阻抗数据体，进一步计算剩余波阻抗，利用剩余波阻抗数据体来识别洞穴型储层；结合所得到的断裂裂缝、孔洞型储层和洞穴型储层的识别预测结果，在钻测井数据的质控和约束下，设定每种属性的预测门槛值，实现多层系储集体立体刻画与油气空间分布及定容计算。