目前，国内外对于残余应力的测试方法主要包括机械测试方法和物理测试方法两大类。机械测试方法的原理是通过对构件进行局部的分离或切割来释放构件内的残余应力并测出所产生的应变,而后通过相关理论公式计算出残余应力的大小。常见的残余应力的机械测试方法主要包括钻孔法、切槽法和环芯法。以钻孔法和切槽法为例:
(1)钻孔法
钻孔法是目前传统的残余应力有损测试方法中最为成熟的一种测量方法。它的测试原理是通过对存在残余应力的构件自表面往构件内部钻一个孔,并在钻孔过程中测量由于释放部分应力所产生的应变改变量,然后基于弹性理论公式计算出构件残余应力的大小。该方法适用于各种类型的金属构件，但试件尺寸需满足测试要求，且应变花是否对中等问题会影响测量的准确性。
(2）切槽法
切槽法的原理是在试件上通过切槽以形成彼此孤立的残余应力均匀分布区域。切槽法对于所切的沟槽没有具体的形状要求，但都假定通过切槽法所形成的各区域内完全释放了残余应力。与钻孔法相类似，切槽法也是通过测量由于残余应力的释放所产生的应变来计算出残余应力。
可见，机械测试方法需要对构件进行局部破坏，对工程构件有一定的损伤，这对于关键材料和结构是不允许的，所以相比之下，物理测试方法的发展就顺势而生。
物理测试方法是通过具有强穿透效果的射线、声波等物理方法测出残余应力的大小。通常物理测试方法对构件无损伤，并且同时适用于宏观和微观残余应力的测定。目前常见的物理测试方法主要有X射线衍射法、中子衍射法、超声法和拉曼光谱法。以X射线衍射法和超声法为例:
(3）x射线衍射法
x射线衍射法是工业中常用的残余应力无损测量技术之一。它的基本原理是基于X射线照射在被测材料表面时所发生的衍射现象。由于被测材料晶粒内的晶面间距和衍射位置会受到内部残余应力的影响,因此通过观察不同的晶面间距变化即可计算出晶格应变,而后基于弹性力学基本理论即可计算出残余应力的大小。但是，由于X射线的穿透能力有限，通常在30um左右，因此该方法只适用于测定表面较浅深度范围内的残余应力。
(4）超声法
超声法是基于材料中应力状态会影响声波的传播速度影响的原理,因此可以通常测量材料中声波的传播速度来确定试件内部残余应力的大小。目前用超声波测定残余应力主要有超声横波和表面波这两种方法,二者的区别在于前者是测量声波的传播速度,而后者是测量表面波速度的变化。但是,该方法也有其局限性，其中超声横波只适用于材料内部残余应力的测量,而表面波只能测得材料表面较浅深度范围内的残余应力。
物理测试方法虽然对试样无损坏，但是需要严格的标定，而且容易受到被测材料的组织结构的影响，导致测量精度受限。
