本发明公开了测量高超声速气流参数的测量探头，包括滞止室，所述滞止室上设有进气口和出气口，还包括：测量光入射孔，开设在所述滞止室的侧壁上；光纤准直器，安装在所述测量光入射孔中用于导入来自测量系统的入射光；测量光出射孔，开设在所述滞止室的侧壁上与所述测量光入射孔间隔布置；聚光透镜，安装在所述测量光出射孔中耦合出射光进入测量系统的光纤；第一反射镜，安装在所述滞止室的内侧壁上，与所述测量光入射孔相对布置；本发明还公开了测量系统和方法；本发明的测量高超声速气流参数的测量探头、测量系统和方法，相比于现有技术，可以实时获得高超声速气流参数，测量精度更高；测量的温度范围更大；响应速度更快。