本发明提出一种基于结构层次关系的改进相关性矩阵分析方法，包括构建系统的结构层次信息、梳理故障、梳理测试、建立初始相关性矩阵、判断各结构层次中扩展故障与扩展测试的关联性、建立改进相关性矩阵等几个步骤，还可以选择性的包括计算特定结构层次对象的故障检测率的步骤和计算特定结构层次对象的故障隔离率的步骤。本发明将现有二值相关性矩阵改进为三值相关性矩阵，可以剔除很多在结构上与故障不相关的测试，在故障诊断阶段减少需要检测的测试数，节省了大量的计算资源并有助于故障的快速诊断，通过改进相关性矩阵，可以实现计算任意系统层次单元的故障检测率和故障隔离率。