金屬內部結構并不均勻，從而造成應力傳遞的不平衡，有的地方會成為應力集中區。與此同時，金屬內部的缺陷處還存在許多微小的裂紋。在力的持續作用下，裂紋會越來越大，材料中能夠傳遞應力部分越來越少，直至剩余部分不能繼續傳遞負載時，金屬構件就會全部毀壞。
早在100多年以前，人們就發現了金屬疲勞給各個方面帶來的損害。但由于技術的落后，還不能查明疲勞破壞的原因。直到顯微鏡和電子顯微鏡相繼出現之后，使人類在揭開金屬疲勞秘密的道路上不斷取得新的成果，并且有了巧妙的辦法來對付這個大敵。
在金屬材料中添加各種“維生素”是增強金屬抗疲勞的有效辦法。例如，在鋼鐵和有色金屬里，加進萬分之幾或千萬分之幾的稀土元素，就可以大大提高這些金屬抗疲勞的本領，延長使用壽命。隨著科學技術的發展，現已出現“金屬免疫療法”新技術，通過事先引入的辦法來增強金屬的疲勞強度，以抵抗疲勞損壞。此外，在金屬構件上，應盡量減少薄弱環節，還可以用一些輔助性工藝增加表面光潔度，以免發生銹蝕。對產生震動的機械設備要采取防震措施，以減少金屬疲勞的可能性。在必要的時候，要進行對金屬內部結構的檢測，對防止金屬疲勞也很有好處。
金屬疲勞所產生的裂紋會給人類帶來災難。然而，也有另外的妙用。現在，利用金屬疲勞斷裂特性制造的應力斷料機已經誕生。可以對各種性能的金屬和非金屬在某一切口產生疲勞斷裂進行加工。這個過程只需要1―2秒鐘的時間，而且，越是難以切削的材料，越容易通過這種加工來滿足人們的需要。
