Mówiąc o wytrzymałości materiału nie należy mieć na uwadze jedynie wytrzymałości doraźnej odpowiadającej spokojnemu, statycznemu obciążeniu, lecz również wytrzymałość zmęczeniową, tzn. wytrzymałość materiału na obciążenia wahające się w pewnych ściśle określonych granicach.

Taki charakter wykazują przy zginaniu siły działające obustronnie, np. na obracający się wał lub na zęby koła pośredniczącego lub koła obracającego się w obydwu kierunkach (koło napędzające stół strugarki podłużnej), a wówczas mówi się o obciążeniu obukierunkowym.

Obciążenie zmienne może być i jednokierunkowe (mówi się wówczas o pulsującym lub tętniącym obciążeniu), tj. w ogólnym pojęciu obciążenie może wzrastać od pewnego wstępnego obciążenia do maksymalnego, a potem znów maleć do wstępnego obciążenia. Przykładem takiego obciążenia jest ząb koła obracającego się w jednym kierunku
i przenoszącego ruch obrotowy na drugie koło lub odbierającego ruch od innego koła (nie uwzględnia się tu koła pośredniczącego — o czym była mowa wyżej). W tym przypadku wstępne obciążenie równa się zeru.

Próbka materiału poddana wahaniom obciążenia wytrzymuje pewną ilość wahnięć, po czym ulega zniszczeniu. Zmniejszając jednak wielkość obciążenia możemy doprowadzić do tego, że materiał wytrzyma nieograniczoną ilość wahnięć obciążenia.

W pierwszych więc dwóch przypadkach mieliśmy do czynienia z okresową wytrzymałością na zmęczenie, co oznacza, że po pewnym okresie pracy (po pewnej ściśle określonej ilości wahnięć obciążenia) nastąpi zniszczenie materiału.

W ostatnim natomiast przypadku występuje trwała wytrzymałość na zmęczenie, przy której materiał wytrzymuje nieograniczoną ilość wahnięć obciążenia.

W zależności od rodzaju obciążenia wyróżniamy wytrzymałość na zginanie obu- i jednokierunkowe, na rozciąganie i ściskanie (odpowiadające obukierunkowemu działaniu sił), jednokierunkowe rozciąganie, jednokierunkowe ściskanie, obu- i jednokierunkowe skręcanie, a wreszcie na obu- i jednokierunkowe ścinanie.

Poza tymi wahającymi obciążeniami wyróżniamy jeszcze obciążenie stałe, z czym oczywiście związana jest wytrzymałość materiału na obciążenie stałe.

Obciążenia, a tym samym i wewnętrzne naprężenia, mogą wykazywać wstępne naprężenia, którymi są dolne naprężenia aa, podczas gdy górną granicę stanowi najwyższe naprężenie os wywołane największym obciążeniem (tego rodzaju obciążeniom są poddane np. śruby mocujące denko cylindra maszyny parowej tłokowej).