本发明提供一种基于光纤自相位调制效应的温度传感系统及测量方法，所述系统包括光源模块、光纤传感模块、温度调节模块、检测模块；其中，光源模块与光纤传感模块相连，光纤传感模块与检测模块相连；在进行温度测量时，首先确定光纤传感模块中传感光纤的热光系数与热膨胀系数；然后得到不同待测温度下传感光纤的非线性系数与群速度色散；确定不同待测温度下自相位调制效应感应频谱的展宽因子；根据不同待测温度下传感光纤的自相位调制效应感应频谱带宽的差异进行温度测量，计算得到温度传感灵敏度。本发明提出的温度测量方法，系统结构简单、机械强度高、全光纤化，测量灵敏度高、实时性强、是实现温度检测的有效手段。