本发明公开一种红外地表温度观测系统及其观测方法,其系统包括核心处理器、信息采集模块、数据输出模块、供电模块和存储模块,所述信息采集模块包括激光测距模块、红外测温模块和图像采集模块,所述数据输出模块包括无线模块、串口输出、状态指示模块和实时时钟芯片;本发明的红外地表温度观测系统与目前气象中使用的铂电阻温度传感器相比,利用地表发出的红外辐射计算得到地表的温度,不与地表直接接触,不影响地表的温场分布,测量值更加具有代表性、准确度更高,并且该系统针对红外测温过程的影响因子进行校正,使系统输出的温度值更加精确,满足了气象业务的高要求。