本申请公开了一种基于多层信息熵特征矩阵的轴承故障识别方法及系统，提取滚动轴承运行中的四种工况样本数据，将四种工况样本数据各采用EMD方法将时域信号分成五层信号；每层信号再分成八段计算得到8个信息熵，以四种工况平均信息熵特征矩阵为基准，另随机选取四种工况共多组测试数据进行测试，测试数据的信息熵特征矩阵与四种工况平均信息熵特征矩阵计算空间距离并进行比对，如果所述测试数据与第一工况距离最近，则所述滚动轴承状态为第一工况。基于多层信息熵特征矩阵的轴承故障识别方法的滚动轴承故障特征进行提取，对非线性、非平稳的滚动轴承故障采集的信号具有较为高的效率和准确性的特点，从而可以提高滚动轴承故障的识别度。