本发明公开用于测试微小型惯性导航元件的温度控制装置，包括温控组件及用于固定温控组件的机架组件，所述温控组件包括珀尔帖半导体制冷片模块、珀尔帖半导体制冷片模块一侧设有温控仓，陶瓷加热片固定在温控仓上，微小型惯性导航元件放置于温控仓内，所述珀尔帖半导体制冷片模块包括珀尔帖半导体制冷片、风冷散热组件和/或水冷散热组件；所述温控组件固定在机架组件内，所述机架组件包括机箱，机箱上部设有箱盖。本发明在基于珀尔帖半导体制冷以及陶瓷加热片作为温控元件下，提出了一种便携的、小型的、用于为测试PNT/mPNT等微小型惯性导航元件提供可控温度环境的温度控制装置。