本发明公开了一种温室大棚的温湿度自动调节系统。该温湿度自动调节系统包括温湿度传感器、加热加湿系统及降温除湿系统；加热加湿系统包括与大棚相连的进气管路，降温除湿系统包括排气管路，排气管路的其中一端与大棚相连，另一端与降温除湿室的进气端相连，降温除湿室内设有冷凝器，降温除湿室的出气端与进气管路相连。当温湿度传感器检测到大棚内的温度和/或湿度过高时，排气管路将大棚内空气带入降温除湿室内，高温高湿气体在降温除湿室内接触冷凝器，气体温度降低的同时，气体所带的水汽也在冷凝器外周凝结，达到降温除湿的目的。本发明实现了降温除湿同步完成、一体控制，提高了温湿度自动调节系统的控制效率，降低了能耗。