本发明涉及一种三维地震勘探的补炮炮点设计方法，属于三维地震勘探技术领域。设计方法包括：获取观测系统数据，所述观测系统数据包括基于面元进行网格划分的炮点和检波点的桩号及坐标；以炮点为中心，确定炮点的影响区域为炮点窗口，将炮点窗口外的面元作为空炮面元；将空炮面元进行合并，得到若干个空炮范围块；计算每个空炮范围块内任意一个空炮面元与其他空炮面元的距离值，将各距离值求和得到总距离值，总距离值最小的空炮面元对应的位置为补炮位置。本发明整体方法简单，计算量小，提高了补炮设计的效率。