本发明涉及一种半导体工艺热处理设备温度控制系统及方法，该系统包括：感温单元，用于测量热处理设备的实时温度并输出；温度信号处理单元，根据工艺参数和实时温度，生成温度控制参数；其中，温度控制参数包括热处理设备升温阶段和恒温阶段的切换指令；功率输出单元，包括第一功率模块和第二功率模块，分别用于向热处理设备输出第一范围值电功率和第二范围值电功率；功率控制单元，生成功率控制参数，以选择在热处理设备升温阶段向第一功率模块输出功率控制参数，或在热处理设备恒温阶段向第二功率模块输出功率控制参数。通过将加热过程分阶段进行，本发明可缩短工艺时间、降低能耗、提高产能，使整个工艺得到最佳程度的优化。