本实用新型属于材料力学性能测试领域，公开了一种用于力学测试微小腔体环境的多闭环温湿度控制系统，主要由气源装置、加湿装置、混气装置、防冷凝装置及控制装置组成；气源装置提供干燥气体，加湿装置保证湿气输出，混气装置精确控制干湿比，并将混合气通过防冷凝装置通入温湿度环境箱；同时控制装置由四个控制电表和继电器实现四核多闭环温湿度精确可控，保证输出混合气和温湿度环境箱的双重精确调控；混气装置防止湿气进入混气装置后发生冷凝，防冷凝装置防止输气过程中发生冷凝。本实用新型的系统具有响应速度快、低功耗、高稳定性、高精度等优点，能够实现在线调控干湿气体的温度和湿度，结合力学试验机可满足材料不同工况环境下的性能研究。