本发明公开了一种分子气体激光器腔内气体温度监控装置及其方法。该装置包括收集镜、光谱仪、CCD相机以及计算机；CCD相机接驳在光谱仪上，CCD相机和光谱仪均与计算机电连接，光谱仪的狭缝上安装有光纤探头，计算机用于对光谱数据依次进行位置校正、强度校正、归一化、拟合曲线对比，获取并记录气体温度。方法通过探测放电等离子体发光监控气体温度，直接获得放电中心区域的温度。本发明是一种非接触式温度监控装置，特别适合分子气体激光器这种对气密性与气体成分纯度要求比较高的放电装置的温度监控，可实现远距离监控。