本发明公开一种薄壁结构横截面特征形变识别方法及装置，该方法首先对横截面离散化处理，建立基于位移连续条件的初始变形模式，并线性叠加建立三维位移场，然后采用一维高阶理论获取薄壁梁振动控制方程。进而求解特征值问题解耦出包含所有模态信息的广义矩阵。依据各阶振型基于特征频率大小划分的优先级关系，将多阶模态向量整合为模态向量矩阵，通过主成分分析识别出主要截面变形模式。不断识别出新的截面变形模式，直到新识别出的模式对整体变形贡献率小于某一阈值，停止识别。本发明可以同时处理任意多阶数的模态向量，大大提高了识别的效率，降低了计算成本；同时，能够及时消除已经识别出的模式对下一次识别的影响，提高了识别精度。