本发明涉及工业设备故障检测领域，公开了基于NEST和SPRT融合算法的轴温故障检测方法，包括获取动车轴温历史数据特征集，对动车轴温历史数据特征集进行特征降维，获得降维后的动车轴温特征参数；获取与降维后的动车轴温特征参数相对应的动车轴温历史正常样本集，建立NSET模型，利用动车轴温历史样本集获得NSET模型的记忆矩阵D；获取动车轴温测试数据，NSET模型根据记忆矩阵D输出动车轴温残差序列；利用SPRT检验法对动车轴温残差序列进行方差检验，获得轴温状态故障检测结果。本发明能够一次建模实现所有轴温的状态检测，能够间接实现轴温的故障预警，对解决动车组设备故障具有一般通用性。