本发明公开了一种超强飞秒激光脉冲全参数原位测量系统及测量方法和应用。本发明用X-射线测量超强飞秒激光脉冲，从一个测量得到的光电子能谱就能推导出飞秒激光脉冲所有参数：强度，脉冲时间宽度，载波-包络相位，脉冲形状等；它是一种物理的方法，不需要做任何假设；它是一种解析方法，不需要时间分辨测量、数据拟合和迭代计算。本发明的测量方法是一个原位测量方法，对待测量的飞秒激光脉冲的状态不需要作任何改变，测量结果直接反映了各个参数之间的物理关联性，并且实时、快速、高精度；激光强度的量程能达到4-5个数量级，方法的相对精度对于激光强度好于0.1％，对于其他参数好于1％，可以广泛地应用到科学实验和工程测量中。