本发明涉及铁路设备测试领域，提供了控温转矩测量系统，包括测试平台、被测设备、加载设备、万向联轴器、联轴器环境舱和环境舱调整装置；所述万向联轴器的中段外侧面设置有应变测量电路，所述应变测量电路包括应变电桥、信号放大电路、发射天线、温度传感器和转子电源，所述联轴器环境舱包括下舱体和与所述下舱体铰接的上舱体，所述上舱体和所述下舱体合围之后包围所述应变测量电路和所述万向联轴器的中段；所述上舱体和所述下舱体用于合围之后根据所述温度传感器的温度测量信号控制所述万向联轴器中段所处的环境温度。还提供了对应的转矩测量方法。采用联轴器环境舱，保证了联轴器弹性模量稳定，提升了转矩测量的准确性。