本发明公开了一种用于顺磁共振谱仪的氦循环低温恒温系统，包括储气罐、制冷单元、可变温恒温腔和循环泵；储气罐用于存储高纯度氦气；制冷单元与储气罐相连，储气罐中的高纯度氦气在储气罐内部正压力的作用下进入制冷单元，制冷单元用于对进入制冷单元内的高纯度氦气进行冷却降温，并排出低温高纯度氦气；可变温恒温腔与制冷单元相连，可变温恒温腔用于接收制冷单元排出的低温高纯度氦气，低温高纯度氦气流经可变温恒温腔中的样品区域以对样品区域进行制冷，而后从可变温恒温腔中排出；循环泵用于将从可变温恒温腔中排出的高纯度氦气输送至储气罐中。本发明实现了氦气的循环利用，降低了成本且能够长时间稳定运行。