本申请公开了一种三维大地电磁正演数值模拟方法，首先根据目标地质体构建电阻率分布模型，然后通过多重网格法粗化电阻率分布模型，并通过交错网格有限差分法离散粗细网格上的双旋度方程，得到系数矩阵，接着对离散后的双旋度方程作4色分块处理，通过二维有限差分法计算出目标地质体模型的边界条件，并计算出细网格上双旋度方程的右端项，最后使用基于4色分块高斯‑赛德平滑的多重网格法求解；更换极化模式并重复上述过程，根据不同极化模式下的电场分量和磁场分量，计算出对应测点的视电阻率和阻抗相位。本申请采用线分块高斯‑赛德平滑技术，有效去除粗细网格上的高频残差分量，提高了多重网格法的计算效率，达到快速收敛的目的。