本发明公开了基于转动拉曼‑多普勒机制的风温探测激光雷达，包括单纵模脉冲激光器、第一分束镜、稳频器、扩束镜、转向镜、接收望远镜、光纤、准直镜、滤光片、第二分束镜、第三分束镜、第一鉴频器、第一会聚透镜、第一光电探测器、第二鉴频器、第二会聚透镜、第二光电探测器、第三会聚透镜、第三光电探测器、数据采集器和计算机。还公开了基于转动拉曼‑多普勒机制的风温探测方法，利用单支转动拉曼光谱的多普勒展宽和频移，实现低层大气温度、风场的同步探测。不受低空云、气溶胶等因素的影响，能同时实现低空温度、风场的探测，可以应用于大气科学研究和天气气象观测等领域。