1. 外觀檢查
利用人體的感官，聽其音、嗅其味、看其動、感其溫，從而直接觀察到故障信號，并以豐富的經驗和維修技術判定故障可能出現的部位和原因，達到預測的目的。這些經驗與技術對于小廠和普通機械設備是非常重要的。
2. 振動
振動是一切作回轉或往復運動的機械設備最普通的現象，狀態特征凝結在振動信息中。振動的增強無一不是由故障引起的。產生振動的根本原因是機械設備本身及其周圍環境介質受到振源的振動。
振動來源于兩類因素：
第一，旋轉件或往復件的缺陷，主要包括失衡，即相對于回轉軸線的質量分布不均，在運轉時產生慣性力，構成振動的原因。往復件的沖擊，如以平面連桿機構原理作運動的機械設備，連桿往復運動產生的慣性力，其方向作周期性變化，形成了沖擊作用，這在結構上很難避免。轉子彎曲變形和零件失落，形成質量分布不均，在回轉時產生離心慣性力導致振動。制造質量不高，特別是零件或構件的形狀位置精度不高是質量失衡的原因之一。回轉體上的零件松動增加了質量分布不均，軸與孔的間隙因磨損加大也增加了失衡。
第二，機械設備的結構因素，主要包括齒輪制造誤差導致齒輪嚙合不正確，輪齒間的作用力在大小、方向上發生周期性變化。隨著齒輪在運轉中的磨損和點蝕等現象日益嚴重，這種周期性的振動也日趨惡化。軸上的聯軸器和離合器的結構不合理帶來失衡和沖擊，滑動軸承的油膜渦動和振蕩，滾動軸承中滾動體不平衡及徑向游隙，基座扭曲，電源激勵，壓力脈動等都是產生振動的原因。
3. 噪聲
機械振動在媒質中的傳播過程是物體的機械振動通過彈性媒質向遠處傳播的結果，發生聲音的振動系統稱為聲源，如機械振動系統是機械噪聲的聲源，機械振動通過媒質傳播而得到聲音，即為機械噪聲。噪聲大小既是反映機械技術狀況的一個指標，也減少環境污染所要控制的一個重要內容。
機械設備噪聲源主要有兩類：
第一，運動的零部件，如電機、液壓泵、齒輪、軸承等，其噪聲頻率與其運動頻率或固有頻率有關。
第二，不動的零件，如箱體、蓋板、支架等，其噪聲是由于受其它聲源或振源的誘發而產生共鳴引起的。
4. 溫度
溫度是一種表象，它的升降狀態反映機械設備機件的熱力過程，異常的溫升或溫降說明產生了熱故障。例如內燃機燃燒不正常，溫度分布不均勻，軸承損壞，發熱量增加，冷卻系統發生故障，零件表面溫度上升等。
5. 油樣
在機械設備的運轉過程中，潤滑油必不可少。由于在潤滑油中帶有大量的部件磨損狀況的信息，所以通過對潤滑油樣的分析可間接監測磨損的類型和程度，判斷磨損的部位，找出磨損的原因，進而預測壽命，為維修提供依據。潤滑油樣分析包括采樣、檢測、診斷、預測和處理等步驟。
6. 泄漏
在機械設備運行中，氣態、液態和粉塵狀的介質從其裂縫，孔眼和空隙中溢出或進入，造成泄漏，使能源浪費、工況惡化、環境污染、損壞加速，這是機械設備使用中力圖避免的現象。
7. 主要精度
包括主要幾何精度、位置精度、接觸精度、配合精度等的檢測，這是一些異常故障的主要診斷途徑之一。
8. 內部缺陷
機械設備及其主要零部件的內部缺陷檢測，經常是診斷或排除故障的重要方法之一，例如對變形、裂紋、應力變化，材料組織缺陷等故障的檢測。