本发明公开了一种基于多色激光合成新型光谱和光场成像的流场测量方法，包括以下步骤：步骤1、搭建多色激光合成的实验光路，利用发出RGB三色的三台激光器作为激发源，合成得到颜色沿深度方向变化的新型激光光谱；步骤2、进行标定校准实验，提取新型激光光谱轴向深度点扩散函数；步骤3、用新型激光光谱对待测流场进行激发，并用光场相机对待测流场进行成像，采集光场图像；步骤4、对光场图像进行三维光场重建，得到具有颜色编码信息的光场三维粒子场；步骤5、对具有颜色编码信息的光场三维粒子场进行颜色/深度解码，得到不同深度下粒子三维分布图像；步骤6、重建三维速度场，采用一种基于物理模型的变分光流模型求解得到待测流场的三维速度矢量场。