本发明公开的一种多模式朗缪尔探针三合一探测系统及方法,包括四根朗缪尔探针、模式切换系统、采集电路和数据采集及控制系统,能够切换单探针、双探针和三探针各自单独探测模式、单探针和三探针同时探测、单探针和单探针高时空分辨率模式同时探测模式中的一个模式,将单探针、双探针和三探针三种探测工具集成到同一探测载荷系统,在减轻卫星总体重量的同时,实现了对电离层等离子体的电子密度、电子温度、离子密度和空间电位等多种参数的同时探测,并且极大提升了采样率和空间分辨率,满足探测精细的电离层等离子体不均匀体结构的要求,同时在理论计算公式的选择上做了改善,使探测数据的反演参数更加可信。