一种能够低温保存和低温启动的质子交换膜燃料电池系统，包括质子交换膜燃料电池的电堆，电堆的空气进口和氢气进口通过空气循环泵和第一电加热丝由管道连通，电堆的空气出口和氢气出口通过干燥剂由管道连通，用于构成空气循环泵、第一电加热丝、电堆和干燥剂的密闭循环；电堆的入水口和出水口通过第一水泵和设有第二电加热丝的小水箱由管道连通，用于构成小水箱、第一水泵和电堆的密闭循环；电堆的入水口和出水口还通过第二水泵和设有第三电加热丝的大水箱由管道连通，用于构成大水箱、第二水泵和电堆的密闭循环，大水箱的顶端连有管道，用于可控的与大气连通。本发明可同时实现质子交换膜燃料电池电堆的低温保存和快速低温启动且设备简单易操作。