本发明公开一种寒区铁路隧道智能保温系统及其控制方法，所述系统包括能源系统、智能控制系统和保温层供暖系统，能源系统包括风光互补发电系统和工业补充电能；保温层供暖系统包括保温层和碳纤维加热膜、温度感应器，碳纤维加热膜铺设于一次衬砌和保温层间，温度感应器设在每块保温层和二次衬砌中间位置；智能控制系统包括中央处理器、温度信号分析模块、保温系统加热模块、电能监测模块；每块保温层上铺设碳纤维加热膜，温度信号分析模块收集二次衬砌的温度值反馈给保温系统加热模块，当温度达到预定值时，启动对应的碳纤维加热膜进行加热。具有结构简单、施工方便、自动控制、节能环保且不破坏隧道衬砌结构等优点，有良好的推广应用价值。