本发明公开了一种多温段主控式的冷液机，包括有组合水箱、三通比例调节阀、主循环泵、热负载、辅助循环泵、旁通卸压阀、电动调节阀、混合管、制冷循环泵、换热器、压缩制冷机组、冷却液和若干温度传感器等组成，分别形成冷却液主循环、冷却液辅循环、冷却液制冷循环和压缩机制冷循环。经过热负载的高温冷却液通过四种循环组合和控制，实现三温段控制，即前段通过电动调节阀将高温冷却液和来自组合水箱A区的低温冷却液，在混合管内实现首段混合控制；中段通过组合水箱A区、B区、C区及旁通卸压阀来缓冲和调节；末段通过组合水箱A区和C区的冷却液再次比例混合输出，从而最终实现精确控温和快速响应。