本发明提供了一种基于数据邻域特征保持的工业过程故障检测方法，解决的主要技术问题就是如何在建立故障检测模型的过程中全方位地考虑过程数据的距离、时间、和角度邻域特征。该发明方法首先为每个采样数据点定义与之相对应的邻域集，该邻域集包含了与该数据点在距离上、在时间上、以及在角度上相近的数据样本。然后，构造一个特征值问题以求解出投影变换向量，并在此基础上建立相应的故障检测模型。最后，利用该模型实施在线故障检测。与传统方法相比，该方法建立的故障检测模型最大程度地降低了信息丢失的风险，能取得更可靠而准确的结果。