本发明涉及温控式高吸力非饱和土三轴试验系统，包括多功能三轴压力室、恒温水浴循环系统、温控式高吸力平衡装置和压力加载装置；所述多功能三轴压力室为双层压力室，包括外压力室、内压力室以及内压力室壁内的恒温水浴循环螺旋通道；所述恒温水浴循环系统包括加热水浴循环器、恒温水浴循环螺旋通道、多联密封水槽；所述温控式高吸力平衡装置包括多联密封水槽、高吸力平衡凹槽、凹槽密封盖、带孔托盘、盐溶液和数显温度计；所述压力加载装置包括气压控制器、一号体积/压力传感器和二号体积/压力传感器。本发明的有益效果是：本发明温控式高吸力非饱和土三轴试验系统，可进行多种类型试验，如非饱和土的土水特性试验、三轴剪切试验。