殘余應力會以拉應力（有害）和壓應力（有益）的形態自發地共存并達到平衡。例如，形成拉應力的表面也會產生壓應力，形成壓應力的表面也會產生拉應力。
殘余拉應力會降低零件疲勞強度并導致疲勞失效，拉應力通常對量產會產生不利影響，例如過度的磨削引起的拉應力會導致裂紋生成。在收縮、裝配、彎曲或扭轉等工藝中也會引入殘余拉應力。例如在鑄造件當中就會殘留應力形式的張力并會導致零件表面開裂。此外，在拉應力存在的情況下也會發生應力腐蝕導致開裂的現象。
殘余壓應力會同時提高零件的疲勞強度和抗應力腐蝕性。壓應力一般都是有目的性地通過各種工藝引入，例如噴丸、激光噴丸、低塑性拋光和預應力處理，這些工藝屬于冷加工和材料機械硬化。很多時候引入壓應力的真實目的是平衡拉應力的負面作用，熱處理工藝中的回火處理也可以用來減小拉應力。零件中的整體應力為各種加載應力和殘余應力之和，已知的殘余應力有三種不同類型。
一個彎曲樣品上的拉應力和壓應力的形成。
Ⅰ類殘余應力
多個晶粒中產生的宏觀殘余應力。Ⅰ類殘余應力平衡的任何變化都會導致工件宏觀尺寸的變化。任何導致不均勻應變的熱處理或機加工工藝都會產生第一類殘余應力。
Ⅱ類殘余應力
單個晶粒中產生的微觀應力，在不同的晶粒中Ⅱ類應力的大小也不同。特別地，在馬氏體轉變中容易產生Ⅱ類殘余應力，這是因為轉變中存在不*轉化的奧氏體，而奧氏體的體積比馬氏體小，這種體積的差異就形成了殘余應力。
Ⅲ類殘余應力
晶格中幾個原子間距間所形成的殘余應力。Ⅲ類殘余應力形成的原因為晶格缺陷，如空胞、位錯等等。在實際中，零件中往往存在所有形式的殘余應力。
所有制造過程都會產生一定程度的殘余應力。這些應力的影響可能是難以察覺的，可能會產生裂紋。特別是在室溫下沒有外部載荷的鑄造和焊接件可能會由于殘余應力而發生災難性的故障。
殘余應力直接影響零部件的使用壽命。因殘余應力引起的失效和其他問題，使得工業界將注意力集中在殘余應力的調查、控制、測量和恢復上，因此殘余應力成為當今工程界的一個重要研究課題。
