一种基于布里渊散射的温度和应变同时测量方法，它采用一个测量系统进行，所述测量系统包括窄线宽激光器、保偏耦合器、光耦合器、光调制器、光放大器、环行器、光电检测器、布里渊频移和强度检测单元，所述保偏耦合器的第一光口接激光器，第三光口依次经光调制器、光放大器接环行器的第一光口，环行器的第二光口接传感光纤，第三光口接光耦合器的第一光口，保偏耦合器的第四光口接光耦合器的第二光口，光耦合器的第三光口经光电检测器接布里渊频移和强度检测单元。本发明可在不降低系统测量精度的前提下，提高测量空间分辨率，同时也可提高系统信噪比，增加传感距离，减少测量时间。