本发明公开了一种小型化气体传感装置的恒温模块和小型化气体传感装置，小型化气体传感装置的恒温模块包括外壳、热绝缘件、导热件、温度传感器、加热件和控制电路板。热绝缘件设置于外壳的第一容纳空间内，热绝缘件内部有第二容纳空间，导热件内设置有第三容纳空间和气体通道。加热件在产热后将热量传递至导热件，温度传感器将检测的导热件的内部温度输入给控制电路板，控制电路板调整加热件的产热功率，从而使温度传感器的读数保持在目标温度值，与此同时，进样气体的温度也将在气体通道中上升至与第三容纳空间的温度相同的值，避免在流入第三容纳空间内部后，第三容纳空间出现“冷岛”，可以使第三容纳空间中的小型化气体传感器的检测更加准确。