由于温度变化，机器设备材料将出现热延伸现象，当热延伸受到制约时，在材料内部就可产生热应力。例如，反应罐在反复进行间歇操作时，在反应流程中经常出现载热体在夹套内流入流出多次，反复进行加热、冷却。反应罐体及夹套如此非稳定的温度变化，将导致热应力的反复发生。当温度急剧变化时，产生的热应力又称为热冲击。脆性材料在热冲击下易发生破裂，而钢、有色金属等延伸性能好的材料，当遇到超过其屈服值的热应力时，则发生塑性变形，长期反复发生，材料将出现疲劳破坏直至永久变形，对此需特别注意。