疲勞性能是工程材料的重要力學性能之一，但對高溫下工作材料來講，除機械疲勞之外，熱疲勞性能也是一項重要指標。眾所周知，航空發動機葉片、導向葉片、渦輪盤等零部件經常處于溫度急劇交變情況下工作，同樣電廠中的汽輪機的部件也出現由于溫度交變而造成的損壞現象。由于工作中設備的零部件所處溫度循環變化使材料內部承受交變的熱應力，同時伴隨著彈性變形的循環，由此引起塑性變形逐漸積累損傷，最后導致材料破裂。材料經多次反復熱應力循環以后導致破壞的過程稱為熱疲勞。
    由熱疲勞引起的破壞特征是脆性的，在斷裂點附近僅有少量的或不明顯的塑性變形。耐熱鋼這一點與機械疲勞引起的斷裂類似。但是熱疲勞所引起的損傷過程要比機械疲勞的復雜的多。這與在冷熱過程中，材料內部組織結構的變化的復雜性有關。