本发明公开了一种气敏材料表征微悬臂梁温控装置及系统，装置包括腔体，腔体两对侧壁外有帕尔贴模块，腔体内有微悬臂梁气体传感器和温控系统，微悬臂梁气体传感器对腔体内的气敏材料进行表征分析，温控系统与帕尔贴模块连接并通过控制帕尔贴模块的工作状态实现对腔体内测试环境温度的控制；帕尔贴模块外侧设有散热模块，腔体上设有帕尔贴模块的两对侧壁内侧分别设有进气口和出气口。系统包括气敏材料表征微悬臂梁温控装置、基于长短期记忆网络的帕尔贴温控建模方法和基于粒子群的温控方法。本发明通过帕尔贴和小型化腔体结构缩小装置体积，通过长短期记忆网络和粒子群算法快速准确地搜索最佳PID控制参数，加快升降温速度、提高温度控制精度。