疲勞裂紋(Fatigue Crack)指物件因持續受到動態變化的應力而造成結構劣化，疲勞是漸進且局部的結構損壞過程，由於長時間日積月累而產生，所引起的破裂往往在毫無預警的情況下發生，可能直接導致事故（例如空難）的發生，因此相關的預防、檢查、處理格外重要。

疲勞現象發生於物件反覆受應力時，可大致分為三階段: 若應力超過一定閾值，在高應力集中點會形成微小裂縫(應力集中點包括:表面刮痕、尖銳填角、鍵槽、缺口......等等) ，接者，隨著每次的循環應力，裂縫逐漸擴張。最後一旦裂縫達到一臨界尺寸，裂縫將快速擴展，物件斷裂。物件設計的形狀會顯著地影響疲勞壽命， 例如，方孔和尖角凹槽會提高局部應力，裂縫較容易產生。相反地，若改成圓孔和圓滑凹槽，裂縫較不容易產生。

疲勞裂紋這種現象不限於固體金屬，許多固體材料也都有這種現象發生。

影響疲勞壽命的因素
‧循環應力：壽命因應力及其效應的複雜程度而異，包括應力的周期圖形、應力分布、應力幅度、平均應力、雙軸應力比、同相或反相相位) 剪力、應力順序等等。
‧表面處理：機械切削的過程中，難免有留下微小的刮痕，凹痕處往往是應力集中處，也是降低疲勞壽命的原兇。此時，可採用珠擊處理（shot peening），藉由使物件表面產生殘留壓縮應力，抵消外來的拉伸應力，進而增加疲勞壽命。類似珠擊有高速敲擊的製程稱為peening。另外，低塑性滾軋（Low plasticity burnishing）、雷射強化（laser peening）、超音波衝擊處理（ultrasonic impact treatment）等較新穎的方法也可以產生表面殘留壓縮應力以增加疲勞壽命。
‧材料種類：疲勞壽命以及承受循環應力時的表現特徵，因材料種類而異。如:聚合物與金屬比較相差甚遠。
‧殘留應力：焊接、切削、鑄造、拋磨等加工過程，牽涉熱與形變，可能會產生足以降低疲勞強度的殘留應力。
‧內部缺陷的分布及大小：鑄造缺陷如氣體孔隙、非金屬夾雜物、縮孔鑄疵等等，會降低疲勞強度。
‧真空與否：金屬等材料在空氣中相較於真空環境更易疲勞，程度取決於濕度及溫度高低。含氧的溼空氣也是某種程度上的腐蝕劑。石油、海水等物質腐蝕性更高，可能減少更多的疲勞壽命。
‧腐蝕環境：環境條件造成的腐蝕、氣體脆化(gas-phase embrittlement)等腐蝕疲勞會影響疲勞壽命。
‧溫度：極高溫或低溫會降低疲勞強度。劇烈的溫差會造成熱應力，而材料在低溫時脆性較高，高溫時易氧化或腐蝕。
‧裂縫閉合：裂縫閉合是當承受應力疲乏時，張力負載卸力(unloading)過程仍存在部分張力時，裂縫間隙已閉合。這意味者，張力高於一特定值，裂縫才會張開。塑性變形、裂縫表面生成氧化物、裂縫進水、裂縫表面粗糙為解釋裂縫閉合的可能原因。裂縫閉合可減緩裂縫生長速率，用以解釋比預期更長的疲勞壽命。