本发明公开了一种双温区热泵型食品3D打印供料系统及方法，属于3D打印技术领域，包括斯特林型活塞系统和若干搅拌装置，搅拌装置的输出端通过蠕动泵与打印模块连接，搅拌装置和打印模块之间设置有换热机构，换热机构用于对搅拌装置排出的食材在进入打印模块之前进行加热或冷却，斯特林型活塞系统的热端连接有热端换热器，热端换热器的工作介质通过循环管路模块与对应的换热机构连通。本发明通过设置斯特林型活塞系统，可以同时处理需要不同温度环境的食材，不仅允许使用热敏感材料如巧克力和冰淇淋，同时也适用于需要高温处理的食材如奶酪和肉泥，这种灵活性使得打印更加多样化，可以创建包含多种食材的复杂食品结构。