三维大气电场仪是一种测量近地面三维大气电场强度变化的专业仪器。该设备与二维大气电场仪相比，具有显著的技术优势。当空中带电云体位置和带电量发生变化时，相对于设备安装地点的近地面三维大气电场强度会随之发生变化，通过测量各个方向上的电场水平分量大小，可以确定带电云体的方向，其动态电场天线可以感知到60公里以外的带电云梯，从而大大增加大气电场监测范围，延长雷电预警时间。