傳感器檢測到的振動信號是時域信號，它只能給出振動強度的概念，只有經過頻譜分析后，才可以估計其振動的根源和干擾，并用于故障診斷和分析。振動信號處理儀器主要有測振儀、頻譜分析儀、傳遞函數分析儀和綜合分析儀。
1. 測振儀
測振儀是用來直接顯示位移、速度、加速度等振動量的峰值、峰峰值、平均值或方均根值的儀器。它主要由積分、微分電路、放大器、電壓檢波器和表頭組成。一般意義上的測振儀只能使人們獲得振動的總強度而無法獲得振動的其他方面信息，
     2. 頻譜分析儀
頻譜分析儀是把振動信號的時間歷程轉換為頻域描述的一種儀器。要分析產生振動的原因，研究振動對人類和其他結構的影響及研究結構的動態特性等，都要進行頻譜分析。頻譜分析儀的種類很多，
     3. 頻率特性與傳遞函數分析儀
由頻率特性分析儀或傳遞函數分析儀為核心組成的測試系統，通常都采用穩態正弦激振法來測定機械結構的頻率響應或機械阻抗等數據。
    4. 數字信號處理系統
近年來，由于微電子技術和信號處理技術的迅速發展、快速傅里葉變換(FFT)算法的推廣，在工程測試中，數字信號處理方法得到越來越廣泛的應用，出現了各種各樣的信號分析和數據處理儀器。這種具有高速控制環節和運算環節的實時數字信號處理系統和信號處理器，具有多種功能，因此又稱為綜合振動分析儀。