本发明提供了一种发动机排温控制系统及控制方法，涉及车辆控制技术领域。本发明的发动机排温控制系统用于调节并输出调节发动机喷油量的过量空气系数以使发动机的排温在预设范围内；发动机排温控制系统包括第一PID控制模块和排温预估控制模块；以发动机的实际排温和目标排温作为第一PID控制模块的输入得到目标排温变化值，以目标排温变化值和发动机的运行参数作为排温预估控制模块的输入，循环计算从而输出目标过量空气系数。本发明的发动机排温控制系统可以使得发动机排温控制系统有效的克服了排温控制到排温变化的时间滞后的问题，减小了排温超调量，加速了调节过程，提高了发动机系统的质量，使得发动机系统的性能和稳定性有了明显的提升。