本发明提供了一种用于机械故障诊断的特征模态分解方法，其包括：输入振动数据并进行预处理，采用均匀分布于整个分析频带的滤波器组初始化滤波器，滤波测试信号得到分解模式，进行周期估计，通过求解广义特征值问题更新滤波器得到分解模式，通过相关分析进行模式选择，剩余分解模式达到预先指定的模式数量时获得最后的分解模式，进行包络分析得到包络谱，并对包络谱进行分析，提取故障特征频率，最终检测故障并识别故障位置。本发明相比于传统的分解方法，不受滤波器形状的约束，能自适应调整滤波器中心频率与带宽，可避免过分解，能兼顾机械故障响应的冲击性与周期性，无需对系统故障特征频率进行预估，具有较好的鲁棒性和实用性。