受力零件或構件在形狀、尺寸急劇變化的局部出現應力顯著增大的現象。如傳動軸軸肩圓角、鍵槽、油孔和緊配合等部位，受力後均產生應力集中。這些部位的峰值應力從集中點到鄰近區的分佈有明顯的下降，呈現很高的應力梯度d
/
d
x<(見圖)。零件的早期失效常發生在應力集中的部位，因此瞭解和掌握應力集中問題，對於機械零件的合理設計和減少機械的早期失效有重要意義。
應力集中系數是評定應力集中的指標。用分析計算方法或實驗應力分析方法（常用光彈性法）求得靜載時局部最大應力
與該截面（最小截面）名義平均應力
n之比，便得到彈性應力集中系數
K
t又稱理論應力集中系數，它僅與零件的幾何形狀和變形形式有關。但零件的
強度不僅與幾何形狀有關，也與它的尺寸、材料和
載荷的性質有關。如應力集中對疲勞極限的影響，用
K
f表示
K
f為有效應力集中系數。
用於拉伸、彎曲變形；
用於扭轉變形，一般靜強度越高的材料
K
f越大，對應力集中越敏感。
應力集中使交變應力下零件和構件的強度顯著降低，因此設計時應該力求減輕應力集中程度，改善局部狀況，盡可能使截面的變化平緩，以降低應力集中的影響。加大過渡部分的圓角半徑、沉割圓角、過渡肩環，或采用減載槽等辦法，可使應力的流線從低應力區平滑和緩地過渡到高應力區，降低最大應力峰值。靜載時，塑性材料的屈服能緩和應力集中。鑄鐵對應力集中不敏感，故對強度無影響。用其他脆性材料制造的零件，在靜、動載荷時均須考慮應力集中的影響。