El movimiento del actuador puede controlarse en ambos sentidos para producir tracción, compresión, o carga cíclica. Los ensayos axiales pueden ejecutarse controlando la velocidad de deformación, de desplazamiento, o de aplicación de la carga. Estos sistemas resultan adecuados también para realizar ensayos a fatiga, sobre probetas o componentes.
La capacidad de respuesta de un cilindro hidráulico bajo presión es extremadamente rápida, por lo que un sistema servohidráulico puede adaptarse rápidamente a los cambios en las características del material, como la aparición de grieta o la fractura de la probeta. Esto mejora la exactitud de los datos generados.
Los sistemas de medida de fuerza o carga en máquinas de ensayos axiales normalmente emplean células de carga con galgas de deformación.
El daño en fatiga es el resultado de la deformación plástica cíclica, por tanto es deseable medir la deformación que ocurre en la probeta durante un ensayo. Los métodos más exactos implican la medida de la deformación en la longitud de medida de la probeta. La medida directa en la longitud de medida de la probeta se puede realizar con distintos tipos de instrumentos, como extensómetros, galgas de deformación e instrumentos ópticos