一种适用于在线流体监测的控温系统，包括控温主体以及液体流通管路；控温主体呈正六棱柱状，内部设置有圆柱形空腔，底端开设有液体进口，顶端开设有液体出口，控温主体侧壁上设置有流体特性传感器采集孔，控温结构的外侧上安装有若干半导体制冷片；液体流通管路包括流体进口管路、流体出口管路、往复式泵以及回流管，流体进口管路与液体进口相连，流体出口管路一端与液体出口相连，另一端经往复式泵与回流管相连。本发明的控温主体表面与环境的接触面减小，与环境的热量交换减少，减小了环境温度变化的影响，可以使流体内部的温度更加均衡，从而实现在线流体特性监测过程中液体温度控制与流速控制，能够满足现场的控温需求。