本发明公开了基于光纤传感技术的无人机地下氢气探测系统及探测方法，涉及地质地球物理探测技术领域。通过无人机搭载光纤氢气传感器和光纤温度传感器，实现在飞行过程中对探测工区的地表氢气浓度和温度的同时测量。测量时，无人机在探测工区上空飞行，并通过机载LiDAR系统实时测量无人机下方的地形数据，用于实时调整飞行高度避障，以及控制与地表的距离，因此可灵活安排测线，使测量不受地表地形限制，提高了采集数据质量，有利于后续的分析和处理。对无人机沿预设测线分布的氢气浓度真实分布值进行二维插值，得到探测工区的氢气浓度平面分布图，根据氢气浓度平面分布图确定地下高氢气浓度分布的有利地下氢气储层区域。