Hệ thống cảm biến nhiệt độ phân tán (DTS) sử dụng hiệu ứng Raman để đo nhiệt độ. Xung laser quang học được truyền qua sợi quang gây ra hiện tượng ánh sáng tán xạ phản xạ về phía bộ phát, nơi thông tin được phân tích dựa trên nguyên lý Raman và nguyên lý định vị phản xạ miền thời gian quang học (OTDR). Khi xung laser truyền qua sợi quang, một số loại tán xạ được tạo ra, trong đó tán xạ Raman nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ; nhiệt độ càng cao, cường độ ánh sáng phản xạ càng lớn.

Cường độ tán xạ Raman đo nhiệt độ dọc theo sợi quang. Tín hiệu Raman anti-Stokes thay đổi biên độ đáng kể theo nhiệt độ; trong khi đó tín hiệu Raman-Stokes tương đối ổn định.