残余应力是指在没有任何工作载荷作用的情况下，存在于构件内部且在整个构件内保持平衡的应力。在生产、处理和加工材料的过程中，由于材料的局部区域产生了不均匀的变形或相变，必然导致工件内部残余应力的产生，其主要来源归纳如下：
材料内部的不均匀温度梯度导致不同的膨胀变形而产生残余应力称为热变形残余应力。许多机械加工工艺过程都导致机械构件表面或内部产生和存在不均匀的温度场。例如，各种经过冶炼后形成的金属板材、棒材或块状胚料;热固化或烧结固化的玻璃、陶瓷、水泥、塑料、推进剂、火炸药和各种复合材料等构件;各种焊接和热处理工艺，以及激光或热熔堆积的增材制造等工艺。这些工艺中，材料由液态物质冷凝后成型为机械构件，冷却过程中都存在由材料表面向内部的温度变化梯度，材料内部的不均匀温度场导致了构件不一致的热变形，完全冷却后会在构件内部滞留有残余应力，且结构尺寸大、截面突变或形廓复杂的机械构件容易滞留较大的残余应力。
塑性变形迫使材料体积发生变化，不均匀的塑性变形将导致构件材料发生不均匀体积变化，体积尺寸变化的差异使材料表面和内部发生的压缩或伸长变化量也不同，从而导致在材料内部滞留了残余应力，简称塑变残余应力。不均匀的塑性变形常见于对机械构件的切削、滚压、拉拔、挤压和喷丸等机械加工工艺。
利用热处理过程中的金属相变来改变材料组织特性的同时，由于各种材料金相组织的比容不同，金属材料内部会出现相对不均匀形变而产生残余应力，简称相变残余应力。相变残余应力经常出现在诸如热处理、焊接、锻造等热加工以及磨削等加工工艺中。其中，热处理后构件内部不仅容易出现不均匀相变，而且与不均匀温度场同时作用后的机械构件更容易变形和开裂，尤其是弱刚度和壁厚差大的机械构件的开裂变形现象更加突出。
在化学固化反应过程中，不同材料的化学成分的比容不同、微观颗粒尺度不同，导致固化过程中材料内部微观织构的膨胀和收缩率不同，从而产生残余应力，简称固化残余应力或化学残余应力。比如，碳纤维环氧树脂复合材料、水泥、陶瓷、尼龙、塑料和推进剂及火炸药等材料的化学固化过程中经常会产生残余应力。
当残余应力不均匀时，经常会引起材料的变形和开裂，同时，化学热处理、喷镀喷涂和表面脱碳等加工方式经常会引起因化学成分的差异而产生化学残余应力。金属腐蚀过程就是化学残余应力不断产生和释放的过程，拉伸残余应力将促进和加速材料的腐蚀过程，这种现象称为应力腐蚀，将引起材料腐蚀的最小拉伸残余应力数值称为腐蚀应力阈值。
疲劳过程改变金属材料晶格间或材料内部织构的约束状态，导致材料内部出现局部微观塑化和晶格间约束力的变化，导致材料内部出现残余应力，简称疲劳残余应力。通常，疲劳过程产生拉伸残余应力，如果材料内部伴随有微观塑化和微细裂纹，在拉伸残余应力作用下，疲劳构件的承载能力下降，常表现为疲劳脆断。各种碾压、滚压、折弯、拉压、甚至温度和湿度的交替变化等循环往复的载荷，都对承载构件产生疲劳残余应力，如航空发动机叶片和涡轮盘、水轮机叶轮和水道、桥梁和起重设备等等在服役过程中都承受交变载荷作用而容易产生拉伸残余应力。
上述热变残余应力、塑变残余应力、相变残余应力、化学或固化残余应力都属于机械构件制造工艺过程产生的残余应力，取决于加工制造参数;疲劳残余应力属于机械构件服役过程产生的，取决于疲劳载荷的作用规律。
由此可见，残余应力几乎存在于金属构件加工制造的每一个阶段。而在不同阶段对残余应力进行检测，可帮助企业降低制造成本、减少生产浪费、提升零件质量。
残余应力的检测，需谨慎选择检测机构，仔细甄别机构是否具备相关资质，才能保证数据的有效和权威性。
如同招聘时挑选人才，先看学历，这是社会对其最直观的肯定，检验机构也一样。检验机构必须有国家CNAS等授权。具有CNAS等授权的检测机构出具的证书更有权威性和公信力。
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