本发明公开了一种先导放电通道气体瞬态温度正交观测系统和方法，系统包括定量纹影测量光路、莫尔条纹测量光路、放电电极、转换单元、示波器和数据存储单元；定量纹影光路中第一图像获取单元CA1和莫尔条纹光路中第二图像获取单元CA2工作于主从模式，CA1输出同步曝光时钟信号用于输入CA2保证了两者处于同一拍摄速度，实现了先导通道气体瞬态温度的对比测量，解决了先导放电通道气体温度测量结果难以校验的难题。本发明通过两种流场显示测量光路的正交布置，实现了先导放电通道发展路径的三维重构，保证了先导通道满足气体温度反演所需的同轴对称假设，实现了先导放电通道气体瞬态温度时域连续对比测量，同时测量系统具备自校验能力的显著优势。