在某一段溫度范圍內，無論何種熒光物質，它們的熒光壽命均表現出一定溫度相關性，而熒光壽命測溫原理正是建立在這種溫度相關性上的，當光照射熒光物質時，其內部電子獲得能量從基態躍遷到激發態，從激發態返回到基態的放出輻射能而使熒光物質發出熒光，而在光被移除后的持續發射熒光的時間取決于激發態的壽命，該壽命就被稱之為熒光壽命。
熒光壽命具有特性：熒光壽命的長短由溫度的高低決定，熒光壽命型溫度傳感器正是基于該特性的溫度傳感器，某些稀土熒光材料受激勵光照射并激發后，發射出可見的線狀光譜，即熒光及其余輝，若熒光的某一參數受溫度的調制，且它們的關系呈現出單調性，則可利用這種關系進行測溫。
光纖溫度傳感器，可分為點式和分布式兩類。顧名思義，點式溫度傳感器僅能測量單個具體 位置點的溫度信息，目前主要有吸收型溫度傳感器、熒光衰減型光纖溫度傳感器、光纖光柵溫度傳感器等。相比于分布式溫度傳感器，點式溫度傳感器在技術上實現起來較為簡單，靈敏度也較高，但是在測量大范圍區域的溫度時，需要鋪設大量的點式溫度傳感器。一方面限制了生產實際應用，另一方面也提高了生產成本。而分布式光纖溫度傳感器是在測溫區域如井礦、高速公路、堤現等處鋪設測溫光纜，利用光時域反射原理結合某種散射光的溫度效應實現對整條光纜的溫度測量，測量距離可達上百公里，目前主要有分布式光纖拉曼測溫系統和分布式布里淵測溫系統，分別基于光纖中的拉曼散射和布里淵散射效應，具有高空間分辨率、高精度、長距離監測等優勢，已經在石油化工、核電站、橋梁險道等領域獲得了較大的應用空間。