本发明公开了一种三维定位激光雷达及其三维探测方法，包括：脉冲激光器向目标物体发射激光光束，偏振分束器将激光光束分别发射到第一透镜和雪崩光电二极管上，激光光束通过第一透镜后射向第二透镜，经过第二透镜后发射到目标物体上，雪崩光电二极管将接收到的脉冲光信号转换为电信号，并将电信号传输给时间相关单光子计数器；目标物体的光场信号通过镜头采集并发送到第一分束器，通过第一分束器的分束后产生第一、第二光束，第一第二光束再被对应的分束器分束处理，得到四路光束；四路光束分别通过各自对应的光路传输，产生电信号并传输给时间相关单光子计数器的四个接收端口；根据接收的四路信号，实现对目标物体的三维空间位置预测。