應力分析是一種分析和求解機械零件和構件等物體內各點的應力和應力分佈的方法。它主要用於確定與機械零件和構件失效有關的危險點的應力集中、應變集中部位的峯值應力和應變。應力是物體在外力作用下的物理響應（變形），通常是由施加的力（機械應力）導致材料變形的結果，但也經常受到材料或更大系統內的力影響。
應力的種類包括熱應力、靜態應力、動態應力、疲勞應力和殘留應力。熱應力是材料由於溫度變化所產生的應力，靜態應力所施加於物體上的力大小與方向不隨時間變化，動態應力所施加於物體上的力大小隨時間變化，疲勞應力是長時間反覆施加於物體上使得物體發生疲勞的應力，殘留應力是物體受力後所產生的應變超過彈性範圍，而使得物體內部無法恢復原來的狀態所殘存的應力。
應力狀態可以細分爲單軸應力狀態、雙軸或平面應力狀態和三軸或三維應力狀態。單軸應力狀態僅在拉伸和壓縮過程中發生，雙軸或平面應力狀態如果應力發生在相互垂直的兩個軸上，就會發生這種情況，三軸或三維應力狀態如果力作用在空間的任何方向，就會發生這種情況。
實驗應力分析（Experimental Stress Analysis, ESA）是對材料的機械應力狀態進行分析的一種方法，一般採用應變片進行測量和分析。