本发明提供一种基于故障机理相关的多状态系统可靠性建模方法，其包括以下步骤，分析系统组成元器件，并明确限定系统及其组成元器件的各种状态；在所限定的各种状态的工作环境和功能条件下，分别确定各元器件的故障机理以及各故障机理的相关关系，为各元器件建立故障机理相关的二元决策图模型；在已知各元器件受到其各个故障机理单独作用下的寿命分布的情况下，根据在步骤二中建立的二元决策图模型，计算各元器件的状态概率根据系统中各元器件的逻辑关系，为系统建立基于各元器件的多状态多值决策图模型；将步骤三中得到的各元器件的状态概率代入到于步骤四中建立的多状态多值决策图模型所表达的逻辑中，计算整个系统的状态概率和系统可靠度。