本发明提出一种基于直方图信息的二维温度和浓度重建系统与方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于二维温度和浓度重建。重建系统包括激光控制与发生模块、光纤分束器、用于光束转换和探测接收的传感器、用于波数转换的马赫曾德干涉仪和光电探测器、数据采集系统、计算机等。重建方法包括：波长扫描的激光经分束后，一路接入马赫曾德干涉仪被光电探测器接收，其余路经扩束后穿过待测区域被光电探测板接收，获得各光线上的吸收谱；根据温度和浓度重建范围及光路排布计算重建矩阵；使用迭代算法求解重建模型，获得二维温度和浓度分布。本发明能有效利用吸收谱信息，增加了独立方程数目，提高了二维温度和浓度分布重建的速度和准确度。