本发明涉及传感技术领域，公开一种拉曼光纤温度传感系统及其噪声补偿方法，以考虑波分复用等环节所引入的噪声实现对整体光纤段测量结果的数据矫正。本发明的技术方案中，将采集光纤上同一点在不同测量温度下斯托克斯光与反斯托克斯光的比值与的比值N0(T)看作恒定常数与噪声补偿函数的乘积；然后选取两测温参考段，借助两参考段的测量数据来求解系数B，得到系数B后，对光纤上每个点，得到温度解调公式。进一步的，本发明还可结合光纤距离损耗系数，实现对整体光纤段测量结果更精确的数据矫正。