En la mayoría de la aplicaciones estructurales, los componentes están sujetos a las variaciones de las cargas aplicadas, causando flutuaciones en las tensiones aplicadas a los componentes. Si la magnitud de esas fluctuaciones es suficientemente alta, incluso aunque sean mucho menores que la resistencia estática del material, provocaran el fallo prematuro del componente si están sometidos a estos esfuerzos el tiempo suficiente. Por ejemplo, si se flexionas un alambre el número suficiente de veces, éste romperá. Una flexión produce tensión y deformación, pero no causa rotura. Es la repetición de esas tensiones y deformaciones lo que produce el fallo. Se dice que el material ha roto por fatiga.
Hay dos métodos para calcular el fallo a fatiga: Curvas Tensión - vida y curvas deformación - vida.
Hay muchos tipos de máquinas para ensayos a fatiga. La diferencia entre ellas es la forma en que aplican las cargas repetitivas: axial, flexión, torsión, o una combinación de éstas.
El procedimiento general exige el ensayo de muchas probetas repesentativas. La primera probeta se ensaya a un nivel alto de tensión para el que falla rápidamente. La segunda probeta se ensaya a un nivel menor de tensión hasta que se produce el fallo. Se sigue este procedimiento tomando valores de tensión cada vez menores, hasta llegar a uno en el cual la probeta el límite de fatiga y ésta no rompe.