本发明公开了一种高低温过程温度控制系统，包括制冷机构、换热机构和制热机构，所述制冷机构通过换热机构与制热机构相连接，所述制热机构与被测组件相连接；所述制冷机构包括压缩机（38）、油气分离器（40）和冷凝器（41），所述压缩机（38）通过油气分离器（40）与冷凝器（41）相连接，所述冷凝器（41）与换热机构相连接，所述换热机构与压缩机（38）相连接，形成回路；所述制热机构包括水箱（1），所述水箱（1）与换热机构相连接，通过换热机构完成热交换。本发明通过压缩机（38）制冷，冷却介质采用车用冷却液或硅油，温度控制范围可达到：‑40～120℃；控制精度可达±0.5℃。