本发明实施例提供一种基于多维参数估计的设备在线监测方法及装置，所述方法包括：选定与设备性能相关的传感器检测信号，并获取传感器检测信号的历史数据，根据历史数据建立初始状态矩阵；对初始状态矩阵进行预设的数据处理，得到处理后的最终状态矩阵；获取设备的实时运行参数，根据实时运行参数和最终状态矩阵进行相似度计算，得到设备的估计参数值；将实时运行参数和估计参数值进行残差计算，并通过残差计算的结果对设备进行监控预警。采用本方法通过多维参数估计的技术，使得报警机制先天的利用了设备多维传感器的信息，综合判断来进行报警，优于传统的基于单参数的报警机制，使得报警的结果准确度更高，虚警或漏警概率较低。