随着石油和天然气水合物调查工作的深入开展，为了对海底勘探区地温场的结构、状态需要有更细致的了解，设计一种高分辨、高精度的海底沉积物地温梯度测量系统。以高精度NTC型热敏电阻为传感器，选用16位高性能、多通道、低能耗的MSP430F123芯片作为主处理器，通过直流不平衡电桥的测量方式间接测量热敏电阻的阻值，在硬件方面和软件方面都采用滤波技术，克服电压源的干扰、仪器温漂和时漂带来的偏差，采用STEINHART & HART方程来进行R-T转换，经过零点漂移和温度漂移的修正，进而得到更精确的海底沉积物地温梯度曲线。系统测试结果表明，测量系统的分辨率可达1 mK，精度可达±3 mK（0~25 ℃），该系统具有可靠性高、功耗小、体积小、操作方便等特点，具有很高的实用价值。