本发明公开了一种基于异构模型融合的线路故障诊断方法及装置，其中，该方法包括：获取测试样本的线路故障行波信号，并对所述故障行波信号进行解析；分别提取所述线路故障行波信号的时域特征、频域特征、时频特征及语义特征；分别基于所述线路故障行波信号的时域特征、频域特征、时频特征及语义特征构建单一的故障预诊断模型，并利用故障预诊断模型对测试样本的线路故障的类别进行初步诊断；基于D‑S证据理论融合故障预诊断模型的各初步诊断结果，构建故障诊断融合模型，以对所述线路故障类型进行最终诊断。本发明的技术方案能够在小样本量下提高线路故障分类的准确率，有利于确定线路故障类别。