本发明涉及燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池空气子系统及其控制方法，包括空气过滤器、空压机、中冷器、加湿器和电堆，电堆与加湿器之间还连接有排气管路，燃料电池空气子系统还包括四通阀，四通阀包括第一进气端、第二进气端、第一出气端和第二出气端，加湿器的湿气出口与第一进气端连通，第一出气端与电堆连通，中冷器的出气口与第二进气端之间连接有第一旁路，第二出气端与排气管路之间连接有第二旁路。通过改变四通阀上的第一进气端、第二进气端、第一出气端、第二出气端的通断状态可以改变四通阀的工况，实现了控制入堆气体湿度的同时避免出现怠速状态下空压机喘振问题，并且降低加湿器以及阀件中液态水含量的同时保持电堆湿度。