本发明实施例提供一种利用光纤光栅测量材料应变的系统及测量方法。该系统包括制冷装置、罩体、测试台、光纤光栅应变传感器、光纤光栅温度传感器和光纤光栅解调仪，罩体罩设于制冷装置和测试台的外侧，测试台设置于制冷装置的冷头上，在测试台内部设置有用于放置光纤光栅温度传感器的光纤窄缝，光纤光栅解调仪分别用于采集光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器在温度变化下的光纤反射波长。采用本发明的测量方法可控制待测材料的升降温速率，可解决现有技术中光纤光栅在低温下测量材料应变时对低温液体冷源的过分依赖，简化实验操作，避免低温液体原材料大量浪费的问题。