为实现我国深部探测与成像自主创新，实验室聚焦深部和复杂区资源精准勘查重大战略需求，开展地球多物理场精密探测前沿技术、内部结构的精细成像理论、复杂条件精准钻探方法等研究，打造国际领先的技术创新体系，提升我国在深部探测与成像技术领域的国际竞争力。

实验室面向世界科技前沿，服务“向地球深部进军”国家重大战略需求，以实现深部矿产资源能源有效供给，保障国家矿产资源安全为目标，在地球深部探测装备与成像等领域开展科研攻关，突破量子特种传感器苛刻的工作条件限制与非屏蔽复杂干扰环境之间难以有效协调的关键技术难题，解决特种传感器的制备工艺、强干扰高精度感知、干扰环境容限机制、极端条件的灵敏度提升机理等科学技术问题，突破国外地球物理仪器装备技术封锁，研发完全国产化的高端地球物理探测仪器装备，并瞄准多维多参量精细成像中深部圈层地球物理模型不清、多要素约束反演适用性差、深部成像分辨率低等关键技术瓶颈，重点解决多物理场协同、约束高分辨率智能成像理论与方法科学难题，突破分辨率与深度关系的限制，构建深部探测与成像的精细化、智能化、高端化、自主可控、自主保障的研发体系，实现地球圈层结构“CT”式成像，为地球科学领域提供深部探测装备与技术的体系化解决方案。创建深部资源勘查理论技术体系，提升深部资源精准勘查能力，打造一支国际领先的深部探测技术与装备国家战略科技力量。