本发明公开了一种防爆电机轴承微弱故障诊断方法，包括：S1、采集防爆电机轴承故障信号，构建故障信号对应的初始特征矩阵，对初始特征矩阵进行深层稀疏滤波，得到降维后的稀疏分量；S2、根据降维后的稀疏分量建立复合函数准算数平均比，联合时域复合函数准算数平均比和频域复合函数准算数平均比，形成降维后的稀疏分量对应的二维解集，并构建非统治解集，定位包含故障信息的敏感稀疏分量；S3、对敏感稀疏分量用局部保留投影算法执行流形融合，得到主流形成分；S4、对主流形成分进行包络解调，实现故障诊断。本发明对微弱故障信息的定位更为准确，能够去除频带内干扰的噪声，提升故障特征的辨识性。