本发明提供一种压缩空气储能系统及其控制方法。压缩空气储能系统包括：空气压缩装置、空气冷却装置、储气装置、第一储热装置、第二储热装置、空气加热装置、发电模块和冷却装置；空气压缩装置、空气冷却装置和储气装置依次连接；第一储热装置、空气冷却装置和第二储热装置依次连接；第二储热装置、空气加热装置和第一储热装置依次连接；储气装置、空气加热装置和发电模块依次连接；储气装置与第二储热装置之间设有第一换热管路，储气装置与第一储热装置之间设有第二换热管路；第一换热管路和第二换热管路分别与冷却装置连接。储气装置可以采用不同的温度调控，从而降低空气压缩装置的功耗，提高发电模块的功率，提升储气装置的储气容量。