本发明公开了一种光纤地应力测量系统，属于地球物理学中地壳形变观测、地震监测和预报领域，包括传感光纤、参考光纤、地应力传递单元和信号处理单元；地应力传递单元固定于基岩，传感光纤缠绕于地应力传递单元之间并可调整预应力以对其灵敏度进行调节；基岩之间由于地应力产生相对位移时，地应力传递单元将地应力信号传递至传感光纤，引起传感光纤应力变化；信号处理单元计算传感光纤与参考光纤的瑞利背向散射光的相位变化差，得到该基岩位置处的地应力信息。本发明采用微结构点高散射率光纤作为敏感单元，结合增敏安装方式与温度补偿算法，通过相位解调系统可实现短基线的高精确度地应力探测，通过多个单元级联，用一根光纤实现分布式实时探测。