本申请提供一种温度控制装置以及温度控制系统。该装置包括：TEC制冷片，与目标芯片连接，用于对目标芯片进行制冷；温度控制电路模块，温度控制电路模块包括误差放大器模块、PID控制器模块、以及电流监控模块，其中，误差放大器模块用于对温度传感器的温度信息进行转换处理，得到电压信号，并根据电压信号、以及对目标芯片的温度要求，确定误差信号；PID控制器模块用于对接收到的误差信号进行转换处理，得到初始控制信号，并对初始控制信号进行降噪处理，得到目标控制信号；电流监控模块用于调节TEC制冷片中的电流的大小和方向。本申请通过对目标芯片的瞬态温度调控，从而稳定控制目标芯片的温度，降低了温度对目标芯片工作性能和稳定性的影响。