本发明公开了一种基于地面基点的水平磁场与井中垂直磁场联合测量方法：基于天然大地电磁场源，获取地面水平磁场和待测目标区域的井中垂直磁场数据；构建空间三维模型；根据地面基点水平磁场数据和井中垂直磁场数据，整理倾子资料；根据倾子资料对三维模型进行交错网格有限差分正演，获得倾子正演数据；建立三维正则化反演目标函数，计算获得三维正则化反演目标函数的梯度；基于三维正则化反演目标函数的梯度，将倾子正演数据对均匀半空间初始模型进行反演，获得地下深部地质体的磁场响应结果。通过井中的垂直磁场信息和地面基点采集的水平磁场数据，建立倾子数据，获得地下深部地质构造的三维磁场异常，有效的提高了对深部地质体反演的精度。