本发明公开了一种热质同传蒸发结晶系统及其工作方法，属于溶液蒸发结晶领域。该系统主要包括鼓风机、引风机、传热传质罐、加热器、结晶罐、养晶罐、压缩机、膨胀阀等设备。其特征在于：在传热传质罐，空气和溶液直接接触传热传质，溶液蒸发结晶；系统增设养晶罐，促进溶液进一步结晶；低沸点工质吸收养晶罐中的热量后蒸发，经压缩机压缩升温后，进入加热器加热待蒸发溶液，实现了系统内部能量的转移。该蒸发结晶系统采用热质同传的方法，实现常温下溶液的蒸发结晶，加热温度低，贵重金属消耗量小，节能效果显著。该系统适用于溶解度随着温度增加而增加的溶液的蒸发结晶过程。