本发明属于环境污染物监测技术领域，具体为基于超高光谱遥感无盲区臭氧垂直分布的遥测系统。本发明系统硬件部分包括，高分辨率光谱仪、工业控制计算机、悬挂系统、方位角单元、仰角单元以及玻璃罩自动清洁系统；系统通过温湿度闭环控制，压制高分辨率光谱仪随机噪声与结构偏置，保证系统工作的稳定性与结果可靠性；系统软件部分包括反演算法模块，将硬件系统获得的天空散射光谱序列，经过反演得到近地面以上大气臭氧分布浓度。本发明解决了基于地基超高光谱遥感无盲区对流层臭氧受平流层强吸收干扰的难题，降低了上对流层臭氧观测敏感性不足对反演结果的影响，获得了近地面对流层尤其边界层内无盲区臭氧垂直分布结果，具有广阔应用前景。