针对频率分集阵列三维合成孔径雷达(3D-FDA-SAR)成像方法阵元数目多、阵元利用率低的问题，提出一种基于多输入多输出阵列的3D-FDA-SAR成像方法。将3D-FDA-SAR切航迹向的频率分集阵列改为多输入多输出频率分集阵列，多输入多输出频率分集阵列随运动平台运动，在沿航迹向形成综合孔径，结合切航迹向的实阵列，合成虚拟二维频率分集阵列平面，获得对目标的下视三维成像能力。首先建立多输入多输出3D-FDA-SAR成像模型与信号模型，利用多输入多输出技术，在发射端发送波形正交信号单频窄带信号，在接收端通过全频接收方式，接收所有发射阵元经目标反射后的回波信号，经正交匹配滤波器进行信号分离，获得不同收发通道的回波数据，再利用后向投影算法对回波数据进行成像处理，最终获得目标的三维成像结果。仿真结果表明，基于多输入多输出阵列的3D-FDA-SAR成像方法使用少量阵元，提高了阵元利用率，获得了对下视目标的三维成像能力。