本发明公开了一种压缩空气储能系统气路故障诊断装置及方法，包括以下步骤：采集待测储能系统运行时环境温度压力、膨胀机排气温度压力以及储气罐进出口压力，并对获得的气路信号进行小波去噪处理；将去噪后的信号输入到预训练好的支持向量机故障识别模块中，得到储能装置的运行状态；若识别为储能过程故障，则确定多级压缩机以及换热器的性能衰退程度；若识别为释能过程故障，则确定多级膨胀机以及换热器性能衰退程度；若识别为待机过程故障，待机过程诊断模块通过监测储气/储热罐的出口温度压力，与基线允许范围对比分析，判断储气罐是否存在漏气或储热罐存在热泄露等故障。