本发明提供一种直接空气碳捕集系统及控制方法，属于碳捕集技术领域。系统包括：捕集装置，用于利用从再生装置输送的贫液从空气中吸收二氧化碳形成富液，并将富液输送至再生装置，捕集装置包括：相互连接的气体压缩装置和混合吸收装置，气体压缩装置用于压缩空气并将压缩后的气体输送至混合吸收装置，混合吸收装置用于将贫液与压缩气体混合形成富液；再生装置，与混合吸收装置连接，用于对富液进行加热以产生二氧化碳和贫液，以及将形成的贫液输送至所述混合吸收装置；存储装置，与再生装置的排气口连接，用于对产生的二氧化碳进行存储。本发明具有结构简单，二氧化碳的捕集效率高，捕集效果好，能耗低的优点。