本发明涉及非接触微区温度检测测量的技术领域，公开了一种生物微区实时温度检测方法，该上转换纳米粒子采用光学比率检测温度，用808 nm激光激发，避免了水吸收的热效应干扰，808 nm的双光子近红外直接激发和基于染料能量共振转移激发的双激发过程有效提高了纳米粒子发光转换效率和测温灵敏度；本发明的应用可以实现对生物细胞微区或区域温度的无接触测量，并可通过调节激发光功率，利用染料的强吸收将强激光激发时多余的能量转化为热，实现用于肿瘤光热疗法的精准热冲击和同时的温度监测。