本发明属于火焰测温领域，具体公开了一种高动态层析成像测温系统，高动态层析成像测温系统，由光学成像模块、同步控制电路模块和数据传输模块三部分组成，光学成像模块对被测火焰辐射的光束进行滤波、分光和成像，可将入射光分为四束同等性质的光束并成像。同步控制电路模块是基于FPAG设计的，由于其并行执行命令的性质，基于提供的50Mhz晶振时钟，可实现纳秒级别的同步信号输出，信号通过同轴电缆传输到高速相机，从而实现多个相机同步工作，根据图像的灰度大小并基于普朗克辐射定律将不同切片的温度计算出来，测量的温度更准确。