残余应力会以拉应力（有害）和压应力（有益）的形态自发地共存并达到平衡。例如，形成拉应力的表面也会产生压应力，形成压应力的表面也会产生拉应力。
残余拉应力会降低零件疲劳强度并导致疲劳失效，拉应力通常对量产会产生不利影响，例如过度的磨削引起的拉应力会导致裂纹生成。在收缩、装配、弯曲或扭转等工艺中也会引入残余拉应力。例如在铸造件当中就会残留应力形式的张力并会导致零件表面开裂。此外，在拉应力存在的情况下也会发生应力腐蚀导致开裂的现象。
残余压应力会同时提高零件的疲劳强度和抗应力腐蚀性。压应力一般都是有目的性地通过各种工艺引入，例如喷丸、激光喷丸、低塑性抛光和预应力处理，这些工艺属于冷加工和材料机械硬化。很多时候引入压应力的真实目的是平衡拉应力的负面作用，热处理工艺中的回火处理也可以用来减小拉应力。零件中的整体应力为各种加载应力和残余应力之和，已知的残余应力有叁种不同类型。
一个弯曲样品上的拉应力和压应力的形成。
Ⅰ类残余应力
多个晶粒中产生的宏观残余应力。Ⅰ类残余应力平衡的任何变化都会导致工件宏观尺寸的变化。任何导致不均匀应变的热处理或机加工工艺都会产生第一类残余应力。
Ⅱ类残余应力
单个晶粒中产生的微观应力，在不同的晶粒中Ⅱ类应力的大小也不同。特别地，在马氏体转变中容易产生Ⅱ类残余应力，这是因为转变中存在不*转化的奥氏体，而奥氏体的体积比马氏体小，这种体积的差异就形成了残余应力。
Ⅲ类残余应力
晶格中几个原子间距间所形成的残余应力。Ⅲ类残余应力形成的原因为晶格缺陷，如空胞、位错等等。在实际中，零件中往往存在所有形式的残余应力。
所有制造过程都会产生一定程度的残余应力。这些应力的影响可能是难以察觉的，可能会产生裂纹。特别是在室温下没有外部载荷的铸造和焊接件可能会由于残余应力而发生灾难性的故障。
残余应力直接影响零部件的使用寿命。因残余应力引起的失效和其他问题，使得工业界将注意力集中在残余应力的调查、控制、测量和恢复上，因此残余应力成为当今工程界的一个重要研究课题。
