本发明提供一种用于半导体温度控制的温控系统及温控方法，涉及半导体制造设备领域，温控系统包括制冷装置、循环装置和控制装置，循环装置包括加热器、水箱、水泵、第一温度传感器、第二温度传感器和控制阀，水泵的出口与制冷装置的入口连通，制冷装置的出口分别与控制阀的第一接口、加热器的入口连通，加热器的出口与负载设备的入口连通，负载设备的出口与水箱的出口共同连接水泵的入口，水箱的入口与控制阀的第二接口连通。通过在温控系统处于降温或升温状态关闭控制阀，降低换热液体的量，提高温控系统升温或降温的速度，缩短单个工艺周期，提高芯片制程效率；通过在空载或负载状态增加换热液体的量，提高温控系统的温控稳定性和温控精度。