本发明公开了一种基于光频域反射的等离子气体温度测量装置及方法，涉及射频等离子体实验诊断技术领域，该装置包括：真空腔室、光纤温度传感器、石英管、陶瓷板、OFDR系统和计算机；陶瓷板位于真空腔室的基片台上，光纤温度传感器位于陶瓷板上，且位于真空腔室的等离子体中，石英管的一端位于真空腔室中，光纤温度传感器穿过石英管与OFDR系统连接，OFDR系统还与计算机连接；计算机用于控制OFDR系统向光纤温度传感器入射扫频激光，并采集和解调携带了传感信息的瑞利散射光数据，确定真空腔室中等离子体中性气体温度分布。本发明能够诊断低气压射频感性耦合等离子体二维/三维温度空间分布，具有测量效率高、分辨率高和检测准确的特点。