機械設備故障是指機械設備應有的工作能力或特性的明顯降低，甚至根本不能工作的現象。機械設備的技術狀況隨著使用時間的延長而逐漸惡化，因而機械設備的使用壽命總是有限的。因此，機械設備發生故障的可能性總是隨著使用時間的延長而增大。雖然機械設備故障的發生具有隨機性，無論哪一類故障，人們都難以預料它確切發生的時間，但是故障的產生是可以預防、發現和排除的。故障的分類對于預防機械設備故障的發生起到指導作用。
臨時性故障又稱間斷故障，多半是由機械設備的外部原因引起的，如操作失誤等造成，當這些外部干擾消除后機械設備即可正常運轉。
1. 按故障發生的時間分類：
a.早發性故障：這是由于機械設備在設計、制造、裝配、調試等方面存在問題引起的。如新購入機床液壓系統嚴重漏油或噪聲很大。
b.突發性故障：這是由于各種不利因素和偶然的外界因素共同作用的結果，故障發生的特點是具有偶然性和突發性，事先無任何征兆，一般與使用情況有關，難以預測，但它容易排除，通常對機械設備壽命影響不大。
c.漸進性故障：它是因機械設備技術特性參數的劣化包括腐蝕、疲勞、老化等，逐漸發展而成的，其特點是故障發生的概率與使用時間有關，只是在機械設備有效壽命的后期才明顯的表現出來，故障一經發生，就標志著壽命的終結。通常它可以進行預測，大部分機械設備的故障屬于這一類。
d.復合型故障：這類故障包括上述故障的特征，其故障發生的時間不定，機械設備工作能力耗損過程的速度與其耗損的性能有關，如摩擦副的磨損過程引起的漸進性故障，而外界的磨粒會引起突發性故障。
2. 按故障表面形式分類：
a.功能故障：機械設備應有的工作能力或特性明顯降低，甚至根本不能工作，即喪失了它應有的功能。這類故障可通過操作者的直接感受或測定其輸出參數而判斷，例如：精度喪失，傳動效率降低，速度達不到標準值。
b.潛在故障：故障逐漸發展，但尚未在功能方面表現出來，卻又接近萌發的階段。當這種情況能夠鑒別時，即認為是一種故障現象稱為潛在故障。
3. 根據故障產生的原因分：
a.人為故障：由于在設計、制造、大修、使用、運輸、管理等方面存在問題，使機械設備過早地喪失了應有的功能。
b.自然故障：機械設備在其使用期內，因受到外部或內部各種不同的自然因素影響而引起的故障，如磨損、老化等。
4. 按故障造成的后果分：
a.致命故障：這是指危及或導致人身傷亡，引起機械設備報廢或造成重大經濟損失的故障。
b.嚴重故障：是指嚴重影響機械設備正常使用，在較短的有效時間內無法排除的故障。
c.一般故障：明顯影響機械設備正常使用，在較短時間內可以排除的故障。
d.輕度故障：輕度影響機械設備正常使用，能在日常保養中用隨機工具排除的故障，如零件松動等。