硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘餘變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、 強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。
強度是指零件承受載荷后抵抗發生斷裂或超過容許限度的殘餘變形的能力。也就是說，強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。強度是機械零部件首先應滿足的基本要求。機械零件的強度一般可以分為靜強度、疲勞強度（彎曲疲勞和接觸疲勞等）、斷裂強度、衝擊強度、高溫和低溫強度、在腐蝕條件下的強度和蠕變、膠合強度等項。強度的試驗研究是綜合性的研究，主要是通過其應力狀態來研究零部件的受力狀況以及預測破壞失效的條件和時機。
剛度是指零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。零件的剛度（或稱剛性）常用單位變形所需的力或力矩來表示，剛度的大小取決於零件的幾何形狀和材料種類（即材料的彈性模量）。剛度要求對於某些彈性變形量超過一定數值后，會影響機器工作質量的零件尤為重要，如機床的主軸、導軌、絲杠等。
