本发明公开了一种用于海水皮温测量的分段立体式温度阵列传感器，包括耐腐蚀高强度POM测温壳体和清洁装置；所述测温壳体包括一个藏线单元和多个测温单元，所述测温单元之间相互独立；所述藏线单元用于内部电路及连接线路的走线；所述测温单元包括温度传感器阵列、采集单元和独立壳体，所述温度传感器阵列与独立壳体进行灌装填充式密封，所述采集单元对每个独立壳体内的温度传感器阵列进行差分采集。其优点在于，本发明可针对海水表层0‑0.5m的海水剖面温度进行高精度立体观测，结合海洋生物防附着装置，可实现电刷的固定位置启停，可以对实现海洋附着生物的清洁。