本实用新型请求保护的油温控制系统，包括连接管路，及设于所述连接管路上的油箱、多个温控阀组件、冷却器和转子；所述转子与所述油箱连接并连通；多个所述温控阀组件能够对所述连接管路内润滑油的温度进行分阶段控制，其中每个所述温控阀组件上分别设有旁通管路，所述旁通管路与所述转子连接并连通。本实用新型能够对润滑油的油温进行多阶段控制，延缓了冷却器的介入，以此加快了该油温控制系统内润滑油的油温的升温速度，可使空气压缩机内的润滑油快速升温，而且该油温控制系统上润滑油的稳定温度高，具有扩充应用该油温控制系统的空气压缩机的适用范围，确保空气压缩机在夏季温度高的环境或者冬季温度低的环境在能够正常工作。