可控源电磁法（Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM）是一种重要的地球物理勘探手段,在矿产和油气资源勘探,水文与环境调查、地质构造研究和灾害预测等方面得到了广泛的应用。目前,随着电磁探测环境的复杂化和探测深度的不断增加,对电磁勘探解释理论和技术提出了新的挑战。本研究拟研究基于非结构网格有限元法的可控源电磁三维正反演技术,提高起伏地表等复杂条件下可控源电磁探测的解释精度。通过引入非结构四面体网格进行地电模型剖分,实现了对起伏地表的精确拟合,减小了由于地形拟合误差引起的正演精度损失。正演计算采用矢量有限元方法（Edge-Based Finite Element Method,EB-FEM）,避免由于未施加散度条件引起的数值误差。最终的正演方程采用直接求解器MUMPS进行求解,一定程度上克服了非结构四面体网格带来的条件数较差的影响。考虑所有相关单元的影响,对于发射源的处理,本文采用分段积分的策略,实现任意姿态发射源的模拟。基于非结构网格的灵活性,本文合理地加密测点和发射源附近的网格,而稀疏化影响较小的网格,控制了正演网格的数量,进而保证了计算效率。反演中采用常规的L₂范数定义目标函数,保证求解过程的稳定性。其中,灵敏度矩阵信息采用伴随正演技术进行计算和存储,节省了存储空间,提高了计算效率;而模型粗糙度采用加权平方和方法计算,在反演过程中为了压制多解性,采用对数电导率转换方法对反演参数的上下限进行约束。本文分别基于GN算法和L-BFGS算法实现了可应用于陆地和海洋不同勘探环境的可控源电磁三维反演。理论模型计算结果表明,本文的海洋可控源电磁三维反演技术可克服起伏地形的影响,准确恢复海底高阻储层的位置和电阻率信息;而对于陆地的可控源音频大地电磁法,本文的方法不仅可以反演起伏地形下的异常,而且克服了源引的起近区和过渡区数据畸变,得到了可靠的反演结果。最后,为进一步测试本文三维反演技术的实用性,对吉林省白山市抚松县松江河镇地区获得的陆地可控源电磁实测数据进行了三维反演。反演结果符合地质预期,且数据拟合较好,证明了本文方法的稳定性和实用性。