本发明实施例提供一种半导体温控系统，包括：循环子系统和压缩机制冷子系统，循环子系统的出口与用户端连接，用户端的出口与压缩机制冷子系统连接，压缩机制冷子系统的出口与循环子系统的入口连接；其中，循环子系统包括：缓冲箱，设置在缓冲箱内的加热桶，以及位于缓冲箱下游的循环泵，循环泵的出口与用户端的入口连接；压缩机制冷子系统包括：第一压缩机、第二压缩机、多个换热器、多个电子控制阀以及多个电磁阀，其中，用户端的出口与换热器连接，第一压缩机、第二压缩机以及多个换热器、电子控制阀和电磁阀能够根据用户端的需求配置成多种循环支路，以实现对多种温度值的控制。实现了循环介质的温度宽温域。