本发明公开了一种基于声学监测的发动机状态监测与诊断系统，包括声像仪、传声器、多通道数据采集设备和上位机；发动机点火后，传声器和声像仪采集发动机推力建立过程中的声音信号，通过多通道数据采集设备传输到上位机；上位机根据上述声音信号获得发动机不同位置处声音信号声压级、过零率、能量谱分布特征、时频特征随推力建立过程的变化曲线以及火箭周围区域中声信号空间场分布随推力建立过程的变化曲线。本发明进一步给出了利用上述系统的状态检测与诊断实现方法，根据系统获得的声场数据，建立多层次声源评估模型，并利用上述模型对火箭发射时发动机点火后发射台附近实时采集的声场数据进行一致性分析，能够实时监测发动机异常。