疲劳性能是工程材料的重要力学性能之一，但对高温下工作材料来讲，除机械疲劳之外，热疲劳性能也是一项重要指标。众所周知，航空发动机叶片、导向叶片、涡轮盘等零部件经常处于温度急剧交变情况下工作，同样电厂中的汽轮机的部件也出现由于温度交变而造成的损坏现象。由于工作中设备的零部件所处温度循环变化使材料内部承受交变的热应力，同时伴随着弹性变形的循环，由此引起塑性变形逐渐积累损伤，最后导致材料破裂。材料经多次反复热应力循环以后导致破坏的过程称为热疲劳。

由热疲劳引起的破坏特征是脆性的，在断裂点附近仅有少量的或不明显的塑性变形。耐热钢这一点与机械疲劳引起的断裂类似。但是热疲劳所引起的损伤过程要比机械疲劳的复杂的多。这与在冷热过程中，材料内部组织结构的变化的复杂性有关。