本发明公开了基于硫化物光纤非线性的温度传感器、测量系统、方法，涉及光学温度传感技术领域；针对目前光学温度传感技术的不足，基于交叉相位调制现象，改变温度引起顺时针与逆时针传输信号光的相移差变化，使得透射输出光变化功率，实现温度传感。温度传感器抗电磁干扰强、体积小、轻量化、检测方法简单，更适用于极端环境的应用。温度测量系统工作在光学中红外波段,入侵性小，安全性高，在分子光谱学、大气监测、生物医疗及军事遥感等领域具有应用优势。