本发明公开了一种无线智能密钥装置及其签名方法，属于信息安全领域。无线智能密钥装置包括连机设备和脱机设备，连机设备包含控制器模块及与其连接的串行通信接口、第一无线收发模块，脱机设备包含安全模块以及与其连接的电源模块、第二无线收发模块、信息输入、输出模块。签名方法包括连机设备上电，接收主机下发的交易信息报文并发送给脱机设备；脱机设备从交易信息报文中解析出交易信息并输出，根据接收到的用户操作信息判断是否进行签名操作，并发送相应的操作结果给连机设备，连机设备再发送给主机。本发明的装置方便用户携带和操作，签名时连机设备与脱机设备可以通过无线方式或有线连接方式通信。