本发明属于工程勘察技术领域，提供了一种城市复杂地质地表‑钻孔联合探测装置、系统及方法。该方法包括获取溶洞空间位置信息；根据溶洞空间位置信息，确定靶向钻孔点位，开展钻孔成像探查；若探查结果为干溶洞，采集溶洞内粉尘浓度，根据预先建立的粉尘浓度‑补光强度关联机制，调整补光强度，获取溶洞内图像和溶洞边界点坐标信息，构建溶洞边界模型；若探查结果为充水溶洞，采集溶洞内悬浮介质浓度，根据预先建立的浑浊度‑激光波长衰减关联机制，调整激光波长，获取溶洞内图像和溶洞边界点坐标信息，构建溶洞边界模型；若探查结果为淤泥质溶洞，确定溶洞边界点坐标信息，构建溶洞边界模型。本发明能够在城市复杂环境下对进行溶洞精细化探查。