本发明公布了一种基于上转换的高光谱分辨率激光雷达，包括激光发射模块、望远镜接收模块以及和频与鉴频模块。激光发射模块产生单频激光脉冲信号，望远镜接收模块接收和探测激光雷达回波信号，和频与鉴频模块通过非线性晶体使接收的激光雷达回波信号与单频泵浦光信号和频产生与鉴频分子吸收池某一吸收谱线匹配的光子，并通过鉴频分子吸收池进行光谱鉴频，吸收由米散射产生的光子，获取额外的激光雷达方程，实现激光雷达方程精确求解。利用本发明，可以将高光谱分辨率激光雷达波长转换到常用鉴频分子吸收池的吸收谱线处进行光谱鉴频，降低了多波长高光谱分辨率激光雷达研制难度。