本发明公开了一种基于光纤布拉格光栅和细芯光纤的温度与应变测量方法，包括以下步骤：在细芯光纤上采用飞秒激光直写的方法刻写光纤布拉格光栅FBG；利用刻有FBG的细芯光纤与多模光纤熔接，多模光纤末端再熔接单模光纤构成的马赫曾德结构对FBG进行调制；得到温度和应变的变化量与谐振峰强度与波长的变化矩阵；通过光谱仪检测细芯光纤马赫曾德透射谱谐振峰的波长变化值△λ和强度变化值△P，带入步骤3的变化矩阵中，得出环境温度和应变的改变情况。本发明利用马赫曾德透射光谱被光纤布拉格光栅调制的特性，通过监测其线性测量区某个透射谐振峰的波长与强度变化，可以实现温度与应变两个参数的区分测量。