本发明公开了一种混合动力轨道车余热利用系统及控制方法，通过控制第一电磁阀、第二电磁阀以及第三电磁阀，实现四种不同的工作模式；在变压器供热模式或柴油机供热模式下，利用变压器或柴油机的余热为空调换热器加热，从而将热量带入司机室为司机室供暖，在提高了变压器或柴油机散热能力的同时，提高了司机室供暖功率，降低了司机室电加热功率，节能环保，提高了机车运行效率；在柴油机预热模式或变压器供热柴油机预热模式下，利用变压器的余热为柴油机换热器加热，减少了柴油机预热时间，实现了机车弓网或第三轨电力供电无间断地切换至柴油机供电，保证了机车无间断供电，提高了柴油机使用寿命。