本实用新型公开了一种燃料电池发动机空气控制系统，包括空气滤清器、第一进气消音器、空压机、第二进气消音器、中冷器、膜增湿器、电堆、主路进气阀、旁路进气阀、主路排气阀、背压电磁阀及尾排消音器，通过主路进气阀与旁路进气阀的的协同工作来控制空气的进气量和干湿程度，并通过冷却液循环系统与进入电堆前的空气进行热交换，保证了空气进电堆前处于可控且适宜的温度，该控制系统能够有效改善电堆在低荷载条件下的过增湿状态，提高燃料电池发动机在不同荷载下的输出性能，改善燃料电池发动机在停机状态下因耗氧放电对膜电极的腐蚀的问题，进而提高燃料电池发动机零部件的寿命，减缓燃料电池发动机性能的衰减速度。