本发明公开了一种隧道围护顶部结构三维位移监测装置及方法，包括安装座，所述安装座的顶部设置有供电箱，所述供电箱的顶部设置有固定板，所述固定板的顶部设置有防护罩，还包括PCB电路板，该PCB电路板设置在防护罩内壁，所述PCB电路板的上表面设置有GNSS信号处理机构、边缘计算机构及加速度传感器，锂电池，该锂电池设置在固定板顶部并位于防护罩内部，以及充电控制器，该充电控制器设置在固定板顶部并位于防护罩内部，所述充电控制器与锂电池电性连接；该隧道围护顶部结构三维位移监测装置及方法，可以帮助设备找回，具有一定的防盗作用，当内部发生故障时，可直接打开检修门进行检修，提高了设备运行的安全性，进一步提高了防水的效果。