本发明公开了一种基于振动信号频谱分析的GIS故障诊断系统及方法，属于GIS故障监测领域。该系统包括依次串接的振动加速度传感器、电荷放大器、数据采集仪和PC机，振动加速度传感器包括分别固定于GIS箱体外表面X、Y和Z轴方向上的三个振动传感器。该系统的诊断方法是利用三个振动传感器采集X、Y和Z轴方向上的GIS振动信号，对整周期截取的振动信号进行小波降噪，再进行频谱分析，分别计算出50Hz处能量以及100Hz、200Hz、300Hz处能量和，将计算值与正常状态相比较，根据比较结果再结合阈值来判定GIS故障。本方法工程实现简单，特征明显，能有效诊断GIS故障。