各种机械工艺如铸造、切削、焊接、热处理、装配等都会使工件内部出现不同程度的残余应力。
从残余应力产生的原因来讲，可分成如下几类：
1、由于机械加工产生的不均匀的塑性变形引起的残余应力
2、由于温度不均匀造成的局部热塑性变形或相变作用引起的不均匀塑性变形而产生的残余应力
3、由于装配公差产生的残余应力
此外还有化学变化等多种原因都可产生残余应力。
由于产生残余应力的原因不同，因此构件内残余应力的分布和量值也不相同。某点的最终残余应力的量值，是由各种原因产生的残余应力的综合值。
现将产生残余应力的几种主要原因的力学模型分述如下。
一、机械加工引起的残余应力
二、温度不均匀引起的残余应力
三、构件尺寸公差引起的残余应力
下一节将对以上三个方面进行详细的介绍。
上文简单介绍了产生残余应力的机理，本文主要从机械加工引起的残余应力和构件尺寸公差引起的残余应力方面详细阐述产生残余应力的机理。
一、机械加工引起的残余应力
这是金属构件在加工中最易产生的残余应力。当施加外力是，物体的一部分出现塑性变形，卸载后，塑性变形部分限制了与其相邻部分变形的恢复，因而出现了残余应力。
这种由局部塑性变形引起的残余应力，在很多加工工艺中均会出现，如锻压、切削、冷拔、冷弯等等。这种残余应力往往是很大的。
二、构件尺寸公差引起的残余应力
在铆接、焊接、螺钉连接时往往有公差配合问题。如船体分段对接时必须将对接钢板拉位到一起而组合的结构，当外力去除后，整个系统就出现了残余应力。这种应力一般来说属于结构应力，大多数情况下处于弹性状态。
总之，残余应力的产生是由于工件某一部分的变形恢复受到约束而造成的。局部不均匀的塑性变形的出现，是产生残余应力较普遍的原因。
