本发明属于工业故障诊断的技术领域，更具体地，涉及一种基于图像融合的电机电气故障诊断方法，包括分别获取电机正常运行、故障运行时的三相电流时序数据和三相电压时序数据；将三相电流时序数据、三相电压时序数据使用短时傅里叶变换转换成时频图像；再进行三相电流时频图像融合和三相电压时频图像融合，将融合后的电流时频图像与融合后的电压时频图像融合，形成时频融合特征图像：整合所有时频融合特征图像作为特征集；构建时频融合特征图像的故障诊断网络模型；对时频融合特征图像的故障诊断网络模型训练后进行电机电气故障诊断。本发明解决了现有技术中故障诊断模型计算复杂度较高、故障预测精度较低，电机故障特征提取造成困难的问题。