本发明公开了一种三元催化器台架循环耐久试验温度控制系统,包括参数获取模块、控制模块、催化器台架循环耐久试验装置；控制模块用于标定发动机目标转速和发动机目标扭矩；在单个试验工况下依次调节发动机转速、发动机扭矩、空气喷射氧浓度和空燃比,最后调节点火提前角；在循环试验工况下同时调节试验参数达到标定值,再次调节点火提前角,使催化器实际温度达到催化器目标温度。本发明还公开了一种三元催化器台架循环耐久试验温度控制系统的控制方法,包括初步选取发动机转矩和扭矩、在单个试验工况下进行试验和调节、在循环试验工况下进行试验和调节。本发明提高了催化器台架循环耐久试验中温度调节的效率、安全性和准确性。