本发明提供了一种基于微波激光的固态量子传感器。方法的核心是利用微波激光技术进行测量，并通过反馈回路提供自激微波。具体实现方法包括：利用激光对增益介质进行激发，初始化到理想的量子态；通过反馈回路提供自激微波进入谐振腔，与增益介质发生相互作用引起信号变化；调节激光能量，使输出微波信号达到微波激光阈值；改变谐振腔的频率，利用测量电路采集不同频率下谐振腔输出的微波信号；将信号进行分析得到增益介质能级变化引起的共振频率偏移，从而对所施加的磁场、电场、温度和压力等物理参数进行精密测量。本发明解决了现有技术中的非均匀展宽和读出方案限制灵敏度提高的问题，实现了单次读出，有望实现小型化的固态量子传感器。