本发明实施例提供了一种瞬态温度场测量方法及系统，所述方法包括：分光耦合成像系统接收目标发出的辐射光，分割为多个预设波长范围的光束，并将多个预设波长范围的光束耦合至相机系统；相机系统根据预设曝光时间控制多个预设波长范围的光束的曝光时间，并将多个预设波长范围的光束转换为数字图像输出至计算机系统。计算机系统计算所述每个像素的温度值，从而获得瞬态温度场分布情况。这种瞬态温度场测量方法及系统，通过具有纳秒级门控以及高空间分辨图像点阵的相机系统，测得瞬态温度场的温度分布。