材料的变形性质是指材料在荷载作用下发生形状及体积变化的有关性质。主要有弹性变形、塑性变形、横向变形与体积变化、徐变及松弛等。
（1）弹性变形与塑性变形。
弹性变形是指材料在外荷作用下产生、卸荷后自行消失的变形。发生弹性变形的原因是材料受外荷后质点间的平衡位置发生了改变，但此时外力尚未超过质点间的最大结合力，外力所做功转变为内能（弹性能），外荷除去后，内能释放，质点恢复到原平衡位置，变形即消失。
塑性变形是指在外荷去除后，材料不能自行恢复到原有的形状而保留的变形，也称为残余变形。
材料自开始承受荷载至受力破坏前所发生的变形中既有弹性变形部分，又有塑性变形部分。破坏前发生有显著塑性变形时称为塑性破坏，其变形及破坏过程称为塑性行为；破坏前无显著塑性变形（主要为弹性变形）时称为脆性破坏，其破坏过程称为脆性行为。
材料破坏时是呈现塑性行为还是呈现脆性行为，除取决于自身成分、组织、构造等因素外，还与受荷条件（环境温、湿度等）、试件尺寸、加荷速度及荷载类型等因素有关。需要指出的是，完全的弹性材料或塑性材料是没有的，大多数材料在受力变形时，既有弹性变形，也有塑性变形，只是在不同的受力阶段变形的主要表现形式不同。有的材料如钢材，在受力不大的情况下表现为弹性变形，而在受力超过一定限度后，就表现为塑性变形；有的材料如混凝土，受力后弹性变形和塑性变形几乎同时产生。
在规定的温度、湿度及加荷方式和加荷速度条件下，对标准尺寸的试件施加荷载，若材料破坏时表现为塑性破坏者称为塑性材料，如低碳钢、铜、铝、沥青等；表现为脆性破坏者称为脆性材料，如砖、石料、混凝土等。当受荷条件、试件尺寸及荷载类型改变时，材料破坏时所表现的破坏行为也会发生变化。如砖、石料、混凝土等脆性材料，在高温、高压及持久荷载条件下，也可能呈现塑性破坏；沥青材料，在低温及快速加荷时，则是脆性破坏；玻璃或石料等通常为脆性破坏，当制成玻璃纤维或矿物纤维时，则呈现出塑性行为。
（2）横向变形与体积变化。
材料受拉伸（或压缩）时，除了产生轴向变形外，还产生横向变形。受压时轴向缩短而横向膨胀；受拉时，则与之相反。横向变形的大小，用横向应变ε1与轴向应变ε比值的绝对值来表示，称为泊松系数（或泊松比）μ。计算式为
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材料受拉伸（或压缩）时，会发生体积变化。体积应变θ可用式（1.5）计算，即
式中：VB为材料变形后的体积；V0为材料变形前的体积。
在弹性变形条件下，材料泊松比为常数。对于疏松多孔的材料，泊松比很小，如软木、泡沫塑料等。钢铁材料泊松比约为0.3，混凝土材料泊松比为0.15～0.25。当材料为塑性变形或接近断裂时，泊松比接近于0.5，体积变形接近于0。
（3）徐变与应力松弛。
固体材料在持久荷载作用下，变形随时间的延长而逐渐增长的现象称为徐变。产生徐变的原因，非晶体材料是由于在外力作用下发生了黏性流动，而晶体材料是由于晶格位错运动及晶体的滑移。
徐变的发展与材料所受应力大小有关。当应力未超过某一极限值时，徐变的发展随时间延长而减小，最后材料的变形停止增长，如图1.1的曲线1所示。当应力达到或超过某一极限值后，徐变的发展随时间延长而增加，最后导致材料破坏，如图1.1的曲线2所示。
材料的徐变还与环境温度和湿度有关。混凝土、岩石等材料，当环境温度越高、湿度越大时，其徐变量越大；木材的湿度越大，徐变量越大；钢铁材料在高温下徐变特别显著。
材料在持久荷载作用下，若所产生的变形因受约束而不能增长时，则其应力将随时间延长而逐渐减小，这一现象称为应力松弛。应力松弛产生的原因，是由于随着荷载作用时间延长，材料内部塑性变形逐渐增大、弹性变形逐渐减小（总变形不变）而造成的。材料所受应力水平越高，应力松弛越大；温度、湿度越大，应力松弛也越大。
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