本发明公开了一种宽频带近海底深海地质结构声学探测系统与方法。该系统包括母船控制台、空气枪声源、水下声源拖体、水平声信号接收阵列和垂直声信号接收阵列。本发明通过低频换能器和高频换能器高低组合安装形成近海底的水下声源拖体，并联合海面空气枪声源组成了立体式宽频声源。使用水平声信号接收阵列、垂直声信号接收阵列以及位于水下声源拖体上的自容式水听器阵接收宽频声信号。相比常规声学采集方法，本系统实现了高穿透性、高分辨率子波激发和多角度、多方向声信号接收，更有利于海底复杂构造成像，并且具有勘探效率上的优势。