本实用新型适用于设备故障诊断技术领域，提供了一种振动在线监测故障诊断装置，包括：对机械设备的运行特征信号进行采集并输出的信号采集单元；对信号采集单元输出的运行特征信号进行预处理并输出处理后的信号数据的信号预处理单元；接收信号预处理单元输出的信号数据并输出的接口单元；存储信号数据及设备故障的振动特征和敏感参数的存储单元；对存储单元中的信号数据进行信号分析并输出信号分析结果的信号分析单元；根据存储单元中的信号数据及设备故障的振动特征和敏感参数，以及信号分析单元输出的信号分析结果对设备进行故障诊断并输出的故障诊断单元；以及将接口单元输出的信号数据存入存储单元的控制单元。