本申请提供一种热泵空调系统及其控制方法。该系统包括压缩机、四通阀、室内换热器、第一和第二节流装置、主换热器和除霜换热器，除霜换热器位于主换热器的空气流动上游侧，第二节流装置与除霜换热器串联形成除霜管路，制热工况时，冷媒从压缩机的排气口经室内换热器、第一节流装置和主换热器后经过第二节流装置节流，经第二节流装置节流后再进入除霜换热器，然后流回压缩机；在压缩机的排气管路上、吸气管路上和在所述除霜管路上中的至少之一设置有冷媒加热装置。根据本申请的热泵空调系统，能降低主要室外换热器的结霜频率，还能增强对整个系统制冷剂的热量输入，实现延长制热时长及化霜期间对室内持续供热。