本发明涉及一种用于薄膜挤出机的恒温控制系统，薄膜挤出机包括用于出料的出料筒，恒温控制系统包括：水箱；隔板，设置于水箱内并将水箱的内部空间分隔成左右相邻的混合腔与出水腔，隔板限定有一上部连通口，混合腔与出水腔通过上部连通口流体连通；筒体冷却水路，设置于出料筒内，筒体冷却水路的水路出口与混合腔流体连通；出水水泵，设置于出水腔与出料筒冷却水路之间，出水水泵的入水口与出水腔流体连通，出水水泵的出水口与筒体冷却水路的水路入口流体连通；热交换器，具有供被冷却介质流动的热侧通路，热侧通路的通路出口与混合腔流体连通；以及混合水泵，混合水泵的入水口与出水口分别流体连通混合腔与热侧通路的通路入口。