热机械疲劳是温度循环与机械力循环叠加的疲劳，热机械疲劳试验就是对试样或者构件同时施加循环的温度载荷和机械载荷，测试其疲劳性能的试验。
        在工业机械和构件领域，热机械疲劳是温度条件和机械载荷随时间变化下部件失效的主要原因。热机械疲劳对一系列部件具有重大影响，包括飞机和船舶发动机、燃气轮机中使用的部件，以及用于天然气和石油管道或火车车轮和制动器的发电和压缩机。 热机械疲劳试验系统能模拟这些部件的实际使用条件，并同时发生热应变和机械应变复杂效应。大多热机械疲劳试验在高温或真空条件下进行，采用同相、异相或机械和热循环相结合的方法。
        热机械疲劳试验对试验频率的要求并不高，所采用的疲劳机可以为电液伺服疲劳试验机，也可以是特殊的电子式试验机。电磁感应加热系统提供循环变化的温度环境，最高加热速率可达20℃/s（与试样的材料和形状也有关系，更高可定制），最快冷却速率可达10℃/s（与试样的材料和形状也有关系，更高可定制），还可以选择配置试样内外冷却系统，结合特殊的热机械疲劳夹具实现空心试样内部吹风的热机械疲劳试验。