Træthedsfejl er ødelæggelsen af et materiale under påvirkning af gentagne variable (ofte cykliske) spændinger . De fysiske årsager til materialers træthedsfejl er ret komplekse og endnu ikke fuldt ud forstået. En af hovedårsagerne til træthedsfejl anses for at være dannelse og udvikling af revner .
Mekanismen for træthedsfejl er i vid udstrækning forbundet med heterogeniteten af den virkelige struktur af materialer (forskel i størrelse, form, orientering af tilstødende metalkorn, tilstedeværelsen af forskellige indeslutninger - slagger , urenheder; krystalgitterdefekter , materialeoverfladedefekter - ridser, korrosion osv.). I forbindelse med denne inhomogenitet under variable belastninger ved grænserne af individuelle indeslutninger og nær mikroskopiske hulrum og forskellige defekter, opstår der spændingskoncentration , hvilket fører til mikroplastiske forskydningsdeformationer af nogle metalkorn (i dette tilfælde kan glidebånd forekomme på overfladen af korn) og forskydningsakkumulering ( som på nogle materialer viser sig i form af mikroskopiske fremspring og fordybninger - ekstruderinger og intrusioner). Så er der udvikling af forskydninger i mikrorevnen, deres sammensmeltning, i det sidste trin opstår en eller flere makrorevner, som udvikler (vokser) ret intensivt. Kanterne af revnen under påvirkning af en variabel belastning gnider mod hinanden, og derfor har revnevækstzonen en glat (poleret) overflade. Efterhånden som revnen vokser, svækkes delens tværsnit mere og mere, og endelig opstår der tilfældig sprødbrud af delen, mens sprødbrudzonen har en grovkornet krystallinsk struktur (som ved sprødbrud).
Fænomenet med ændringer i materialers mekaniske og fysiske egenskaber under påvirkning af cyklisk variable spændinger og belastninger i tid kaldes materialetræthed .