Estos ensayos se realizan situando una probeta en una máquina de ensayos y sometiendo a ésta a ciclos de carga, manteniendo niveles de amplitud de deformación constante y deformación media nula, por lo que es necesario controlar la deformación durante los ensayos. La probeta debe estar colocada de forma que sólo esté sometida a esfuerzos uniaxiales.
Las curvas de fatiga se determinan mediante la realización de una batería de ensayos a diferentes niveles de deformación, registrando los niveles de deformación elástica y plástica, la fuerza necesaria para deformar el material hasta los niveles solicitados, y el número de ciclos para el que aparece la grieta. Para la obtención de la curva de deformación-vida se toman los valores de deformación plástica y elástica y la vida de cada probeta.
Se introducen los niveles máximo (pico) y mínimo (valle) de la señal de control. El sistema debe aplicar carga a la probeta de tal forma que se alcancen los picos y los valles de la onda de control en cada ciclo. Si el sistema no es capaz de mantener las condiciones de ensayo dentro de unas determinadas tolerancias el ensayo se detendrá y no será válido.
La velocidad de deformación o la frecuencia deben mantenerse constantes para cada ensayo, así como para todo el programa de ensayos, a no ser que el objetivo de éstos sea determinar el efecto de la velocidad de deformación o de la frecuencia.