本发明公开一种功能一体结构模块控制智能化CO2汽车热管理系统及其方法；所述系统，包括：前端模块、水处理模块、CO2处理模块和HVAC模块；前端模块包括向环境散热的换热器，用于向环境散热；水处理模块连接前端模块和CO2处理模块，用于对电池和逆变器进行水冷散热；HVAC模块包括车内温湿度处理部件；HVAC模块连接CO2处理模块，用于控制车内温湿度CO2处理模块用于向水处理模块和HVAC模块提供冷源。本发明通过模块化的设置，每个模块设置标准的接口，模块之间通过标准的接口连接；本发明通过模块化的设置，能够便于各个模块的布置和检修；实现精细化热管理，动态始终运行在最节能模式，并增加系统可靠性、降低NVH管理难度。