本发明提供了一种用于垂直剖面测量的拖曳式温盐深测量系统，包括船舶上分别设置的甲板单元和绞车单元，绞车单元通过电缆牵引拖鱼，用于垂直剖面测量的拖曳式温盐深测量系统的观测方法是，工作人员预设绞车单元控制下放或拉伸拖鱼的参数，且在船舶走航状态下工作人员将拖鱼自动布放至水面以下。本发明所述的一种用于垂直剖面测量的拖曳式温盐深测量系统，是以拖船来曳带水下观测系统，水下观测系统与拖船之间采用电缆联接，水下观测系统携带传感器，完成对水下环境要素的测量，应用拖曳观测系统在船舶航行过程中控制水下观测系统的上升、下降和航行轨迹等，开展多参数海洋垂直剖面观测，具有不影响船舶航行、实时、多要素同步观测的特点。