本申请公开了一种一次场补偿式时频电磁探测装置及方法，该装置包括：发射线圈、补偿线圈和接收传感器，其中，所述发射线圈和所述补偿线圈的形状为规则形状，所述发射线圈和所述补偿线圈的形状相同；所述发射线圈包围所述补偿线圈，所述补偿线圈包围所述接收传感器；所述发射线圈和所述补偿线圈反向串联。所述补偿线圈的两端并联一个电阻R。通过本申请解决了现有技术中时间域和频率域两种电磁法探测方法所存在的的问题，从而克服时间域一次场掺杂在二次场响应曲线的早期时刻，造成浅部信息“湮没”，产生浅部探测“盲区”的缺点，利用频率域电磁探测抗干扰能力强、探测深度大的优势，解决浅层、超浅层电磁法探测的地质问题。