高空大氣探測雷射雷達是大氣探測雷射雷達的一個種類。
高空大氣探測雷射雷達是指探測高度範圍為距離地面30公里以上到110多公里甚至更高的高空大氣的雷射雷達。
從地面30公里到110多公里的大氣層段人類難於觀測。因為這一層段內大氣極為純淨，沒有氣溶膠，不像30公里以下的大氣層段可以通過米散射雷射雷達來探測。通常飛機、探空氣球等無法上升到30km以上的大氣層來直接探測。衛星的軌道高度一般高於200公里，也不能直接探測這一高度段的大氣。探空火箭能夠探測到這一高度段的大氣，但探空火箭作為一次性探測器，一方面價格不菲，另一方面無法長時間地連續觀測。然而從地面30公里到110多公里的大氣層段具有重要的科學研究意義和實際套用價值。高空大氣探測雷射雷達則是到目前為止對該層大氣最為有效的探測手段之一。
高空大氣探測雷射雷達與普通雷射雷達一樣由雷射發射，光學接收與信號檢測三個單元組成。不同之處在於雷射能量較強，光學接收望遠鏡面積較大，光電探測器（PMT & APD）靈敏度較高，通常採用光子計數的方式來採集信號。導致這一不同的主要原因是高空大氣極為稀薄，高空大氣距雷射雷達距離更遠，使得信號比普通的雷射雷達的信號要弱很多。
