本实用新型公开了一种燃气热水器的恒温控制系统及其燃气热水器，其中，恒温控制系统包括内置于燃气热水器内的控制器、比例阀组件、水流量检测组件、进水温度检测组件以及设置在热水器中出水管上的低迟延温度传感器；控制器、比例阀组件、水流量检测组件、进水温度检测组件以及低迟延温度传感器均分别与所述控制器连接；所述低迟延温度传感器用于采集当前燃气热水器的出水温度，并将该温度信息发送至所述控制器；控制器根据采集的当前燃气热水器的水流量、当前进水温度以及当前出水温度对所述比例阀组件进行调节。本实用新型结构可将燃气热水器原有的控制系统由高滞后控制系统改变为低滞后控制系统，从而有效的降低了系统的控制算法要求。