本发明提供基片温度稳定装置及方法、光刻系统。所述基片温度稳定装置包括设置在基片上片路径上第一工位的第一温度稳定模块和设置在基片上片路径上第二工位的第二温度稳定模块，从而可以在基片位于第一工位和第二工位的时间段内分别对基片进行温度稳定操作，分段调节可以增加对同一基片的温度稳定操作时间从而有助于提升上片后基片的温度稳定性和片内温度均一性，并且，由于两段温度稳定操作分别在不同工位执行，温度稳定操作的总时间增加对上片时间的影响小，有助于提高上片效率。所述温度稳定方法与所述基片温度稳定装置具有类似的效果。所述光刻系统包括上述基片温度稳定装置。