本发明提供一种调温除湿空调系统及其控制方法，其中的调温除湿空调系统，包括室内侧换热组，室内侧换热组第一室内侧换热器、第二室内侧换热器，第一节流元件设于室内侧换热组与室外侧换热器之间的第一干路上，第二支路上设有第二节流元件，制冷模式时，压缩机排出的冷媒经室外侧换热器流出后经第一室内侧换热器及第二室内侧换热器流回压缩机内；再热除湿模式时，压缩机排出的冷媒经室外侧换热器及第二室内侧换热器流出后经第一室内侧换热器流回压缩机内，流路控制阀组包括单向阀，单向阀在制冷模式时截断、在再热除湿模式时连通。根据本发明，在过渡季需要除湿时，能够实现冷凝负荷的分配和室内出风温度的调节，舒适性显著提高、能耗降低。