本发明提出一种基于激光散射的海水温度遥感系统，该系统包括：激光发射部件，用于产生激光，并将激光分为本振光和探测光，随后将探测光聚焦到指定深度的水域；激光接收部件，用于获取待测水域的瑞利布里渊散射的散射光谱；光电转换部件，用于将瑞利布里渊散射的散射光谱转换为光谱电信号；温度分析计算部件，用于对所述光谱电信号中谱线信息进行线形函数拟合，得到对应的谱线信息参数，以计算所述后向散射光的散射区域内的海水浓度、海水温度和海水速度。