本发明涉及故障特征提取技术领域，公开了一种基于球坐标欠定盲源分离的轴承故障监测方法及系统，包括：获取轴承的振动加速度信号；建立SCMEM模型，应用最大AF捕获混合信号聚类方向进而估计混合矩阵；利用AF分离混合信号，对源信号的重构；对重构后的信号进行指标对比，实现对轴承故障的监测。解决了欠定盲源分离问题中由于二维势函数无法进行空间混合矩阵估计的问题，进而提出一种基于三维势函数的混合矩阵估计方法；可以有效的实现三维混合信号的欠定盲源分离；最后将该方法用于实际故障监测系统，实时的监测在复杂工况下机械多源信号的状态，进行预警或报警，保证机械设备稳定和健康的运行。