本发明属于海上地震数据处理技术领域，公开了一种浅底地层剖面结构探测系统、探测方法及应用。通过压电传感器的表面电压变化产生声波，进行浅底地层剖面探测。所述浅底地层剖面结构探测方法包括：利用换能器进行信号发射；数据采集，利用GPS采集数据。浅底地层剖面结构探测系统设置有便携式甲板单元处理器；以太网连接缆一端接入便携式甲板处理器上的USB以太网接口，以太网连接缆另一端接入笔记本电脑的USB接口。便携式甲板单元处理器通过换能器接口与换能器连接。本发明震源的产生方式和频率独特，独特的频率范围以及高的安全性和实用性使其更广泛的应用于浅底地层剖面探测的技术方法中。