本发明涉及空间探测技术领域，尤其涉及一种地下空间和天然空洞三维探测设备。包括有车体，所述车体安装有电池，所述车体安装有第一卷扬机，所述第一牵引绳固定连接有升降壳，所述升降壳安装有与所述控制面板电连接的探测器，所述升降盘设置有用于使所述升降壳与所述升降盘发生相对运动的释放机构，所述设置有用于对所述升降盘进行固定的固定机构。本发明通过探测器自天然空洞的中部向四周进行三维探测，均匀了探测器与天然空洞各处之间的距离，提高了三维探测均匀性，同时还避免探测器释放的信号被天然空洞与钻孔交汇处附近向下伸出的岩石阻挡，从而影响三维探测的正常数据，以此提高三维探测的全面性。