本发明公开了一种风能直接利用海水淡化系统及其控制方法，海水淡化系统中，海水预处理设备(3)、压力平衡系统、反渗透装置(4)依次顺序连接；风力机(1)驱动水泵(6)、气体压缩装置(7)；海水预处理设备(3)、气体压缩装置(7)分别经管路与密闭储水容器(8)联通；热交换器(9)与气体压缩装置(7)耦合设置，利用压缩空气过程中产生的热量来加热海水；密闭储水容器(8)与反渗透装置(4)联通；所述控制单元(2)控制所述海水淡化系统的运行是通过控制所述传动系统(5)、设置在所述密闭储水容器(8)上的放气阀(15)、以及所述电磁阀(14)来实现的。本发明的海水淡化系统具有投资省、易操作、效率高、无污染等优点。