本实用新型公开一种分区液冷散热系统及放映机，分区液冷散热系统包括：冷却介质通路，以提供循环冷却介质；水冷板，水冷板的介质内腔与冷却介质通路连通，水冷板上设置有用于安装激光光源的多个散热位置，且至少一个散热位置上设置有热电制冷器；热电制冷器位于水冷板和相应散热位置的激光光源之间，热电制冷器周边设置有隔热层。采用这种结构，将需要散热的激光光源设置在不同的散热位置上，并在有明显特殊温度需求的光源处设置热电制冷器，通过调节热电制冷器的功率，能耗，温度等参数，来实现该特殊温度需求的光源的散热，从而满足不同散热要求的光源在同一块水冷板上的分区散热，很好地满足了不同功率光源的散热要求。