工业生产和环境监测等领域对于高精度、高灵敏度的甲烷气体检测系统的需求都是十分迫切的。而可调谐激光二极管吸收光谱技术对于相较于传统气体检测技术，具有高选择性、高灵敏度、极快的检测速度等优点，目前已成为各国在气体检测方面的主要研究方向。深入分析了应用可调谐激光二极管吸收光谱技术进行气体检测的理论依据，对波长调制技术和谐波检测技术进行了理论分析，在理论基础上确定了TDLAS型甲烷气体检测系统的研制方案。在甲烷吸收光谱特性的基础上，结合可调谐激光二极管吸收光谱技术，完成了TDLAS型甲烷气体检测系统的整体设计。设计了激光二极管驱动电路、气室及光路、光电探测器前置放大电路等。利用ARM优异的控制性和快速的数据处理能力完成系统的整体控制和数据处理等功能。充分考虑了各种数据处理算法的优缺点，设计了一种结合滑动平均值法和防脉冲平均值法的复合算法，提出了一种新的检测方法，进一步提高了系统的检测准确性。在实验数据的支持下，分析了系统的检测灵敏度和检测精度，并对影响系统性能的各种因素做了详细分析。