本发明公开了一种风电机组主轴总成窜动在线监测与故障预警系统及方法，该系统包括主轴总成窜动在线监测模块和主轴总成窜动故障预警模块；在线监测模块包括激光位移传感器、控制器和上位机，用于实时在线监测、采集和存储主轴总成窜动位移数据；故障预警模块采用时间序列预测方法对主轴总成窜动监测数据进行分析，辨识异常状态，并对其发展趋势作出预测，当判断主轴总成有较大可能发生窜动故障时给出预警信息；本发明系统及方法对于主轴突发性窜动故障的预报应具有较高精度，能提前于监测量阈值给出报警信息，在主轴窜动故障发生前采取针对性的处理措施，避免轴窜故障的产生和蔓延，保障机组的安全稳定运行。