疲劳极限是材料学里的一个极重要的物理量，表现一种材料对周期应力的承受能力。疲劳极限是指经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值，又称为持久极限。许多塑料事实上并不存在疲劳极限，为此，特用循环次数达到10的10次方而试样尚有50%不破坏情况下的应力表示疲劳极限。
一材料试片在不同大小的周期应力下，使材料破坏需要的周期数也随之不同。应力大小和周期数的关系可以用S-N图表示。一般而言，周期应力越小，需材料破坏需要的周期数越多。但铁合金和钛合金有一特性，当周期应力大小低于一特定数值，材料可以承受无限次的周期应力，不会造成疲劳，此数值对应S-N图右侧的水平线[1] 。 疲劳极限曲线图
将试样分成若干组，一般使第一根试件受到的最大应力 ≈0.70 疲劳极限
，若它经历 次应力循环发生疲劳破坏，则 称为为应力为 时的疲劳寿命。然后，对其余试件逐一减小其最大应力值，并分别记录其相应的疲劳寿命。这样，如以应力为纵坐标，以寿命为横坐标，上述试验结果将可描绘出一条光滑曲线，称为应力寿命曲线或S－N曲线。一般来说，随着应力水平的降低，疲劳寿命迅速增加。钢试件的疲劳试验表明，当应力降到某一极限值时，S－N曲线趋近于水平线。这表明：只要应力不超过这一极限值，N可无限增长，即试件可以经历无限次应力循环而不发生疲劳，这一极限值即为材料在对称循环下的持久极限 。[2] 疲劳极限
所谓“无穷多次”应力循环，在试验中是难以实现的。工程设计中通常规定：对于S－N曲线有水平渐近线的材料（如结构钢），如果钢制试件常温下经历10^7次应力循环仍未疲劳，则再增加循环次数也不会疲劳。所以就把在10^7次循环下仍末疲劳的最大应力规定为钢材的持久极限，并把 =10^7称为循环基数。有色金属的S－N曲线一般没有明显趋于水平的直线部分，通常以 =10^8作为循环基数，并把由它所对应的最大应力作为这类材料的"条件"持久极限。
光滑小试样的疲劳极限，并不是构件的疲劳极限。构件的疲劳极限与构件状态和工作条件有关。构件状态包括应力集中、尺寸、表面加工质量和表面强化处理等因素；工作条件包括载荷特性、介质和温度等因素，其中载荷特性包括应力状态、循环特征、加载序和载荷率等。
应力集中的影响——有效应力集中系数
在构件或构件截面形状和尺存突变处《如阶梯轴轴肩圆角、开孔、切槽等），局部应力远远大于按一般理论公式算得的数值，这种现象称为应力集中，显然，应力集中的存在不仅有利于形成初始的疲劳裂纹，而且有利于制纹的扩展，从而降低构件的疲劳极限。
在弹性范围内，应力集中处的最大应力（又称峰值应力）与名义应力的比值称为理理论应力集中系数。用K表示，即
式中 ——峰值应力； ——名义应力。对于正应力 → 、；对于切应力 → .