本发明提出一种提高半导体制冷系统稳定性的装置，包括半导体制冷器，所述半导体制冷器包括冷端以及设置于其两侧的热端，所述冷端与其两端的热端之间分别设置有半导体制冷片，需要被冷却的介质从第一管路接口处流入，通过半导体制冷器的冷端后，从第二管路接口流出，冷却水从第三管路接口处流入，通过半导体制冷器的热端后，从第四管路接口流出，其中，所述冷却水流入热端的部分通过电控流量调节阀调节，所述半导体制冷片上靠近热端部分设置有温度传感器。本发明提出的提高半导体制冷系统稳定性的装置，提高了半导体制冷系统工况的稳定性，使制冷系统输出的功率更加稳定，更进一步，该装置还可以节省资源。