本发明公开了一种高分辨激光热斑测速装置，至少包括三个周向布置的测速装置，该测速装置包括探测器支架，在探测器支架上由前至后依次安装有探测器、长焦镜头和CCD，且所述CCD位于长焦镜头的正后方，所有的所述测速装置上的所述长焦镜头的光轴均指向同一瞄准靶，在所述测速装置和瞄准靶之间均设置有屏蔽体，所述测速装置数量为三个，三个所述测速装置按三维正交轴排布，该装置从三个特征角度测量聚变热斑发射的中子波形，利用飞行时间法计算出每个特征方向的中子速度，每个特征方向上中子速度等于其本身粒子速度和热斑速度的矢量叠加，通过三个方向的速度值可以计算出热斑运动的矢量速度，实现了多角度、高精度、高分辨的聚变热斑速度测量。