本发明提供一种不平衡振动信号的特征量提取方法及装置，方法包括：同时采集主轴的不平衡振动信号和转速脉冲信号；对不平衡振动信号进行模态分解，根据能量损失系数确定模态分量个数，获得不平衡振动信号的多个模态分量；根据所述转速脉冲信号确定转频并根据所述转频构建参考振动信号，计算多个模态分量和参考振动信号的相关系数，获取相关系数最大的模态分量；根据相关系数最大的模态分量获取特征量。本发明所提方法可以在强背景噪声下，准确提取出振动信号中转频信号的幅值与相位，在主轴动平衡测试领域具有很高的应用价值。