本发明公开了一种隧道环境下毫米波雷达收集掌子面地质情况的设备与方法。首先，确定目标对象以及设备所处于的位置，然后，使用阵列发射天线发射毫米波，以及阵列接收天线接收反射回波，根据收发的时间差测得目标的位置数据和相对距离，同时，存储相关数据信息。将全息成像算法引入到近程毫米波成像中，最后根据成像结果输出灰阶图，根据灰阶图的边缘特征提取算法，输出断层信息。本发明克服了传统隧道环境下，光线条件差，灰尘影响成像条件的困难，有效提高了分辨率和成像质量。