通过不同的力学试验测定金属材料的各种力学性能判据。金属在力作用下所显示的同弹性和非弹性相关的及同应力一应变相关的性能都属于金属力学性能。在研制和发展新材料、改进材料质量、金属制件的设计和使用等过程中，力学性能是最重要的性能指标，是金属塑性加工产品性能检验中不可缺少的检验项目。
力学性能试验一般有拉伸试验、剪切试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、应力松弛试验、疲劳试验等。其中应力松弛试验和疲劳试验不属于材料的常规力学性能检验。
拉伸试验是在拉伸试验机上用静拉伸力对试样进行轴向拉伸，以测量力和相应的伸长(一般拉至断裂)，测定其相应的力学性能的试验。拉伸试验是力学性能试验中最基本的经典试验方法。拉伸试验绝大多数在常温下进行，只有对在高温下使用的钢材要作高温拉伸性能试验。
冲击试验是一种动态力学试验。把一定形状的试样用拉、扭或弯曲的方法使之迅速断裂，测定使之断裂所需要的功Ak，称为冲击功。一般认为冲击试验是检验材料韧性的，所以也叫做冲击韧性试验。常用的试验方法是弯曲冲击试验。弯曲冲击试验可分为肱梁式和横梁式。试样按缺口形状分有V形、U形和钥孔形3种。横梁式冲击试验可在不同温度下进行，是应用最广泛的一种冲击试验方法。
弯曲试验在工程和建筑上，很多构件和零部件是在弯曲载荷作用下工作的，如桥式起重机横梁、火车的轮轴、电缆桥架等，需要对这些零件或构件的材料进行弯曲性能评定，因此弯曲力学性能也是生产中常用的一种金属性能试验方法。
剪切试验测定材料在剪切力作用下的抗力性能，是材料机械性能试验的基本试验方法之一。主要用于试验承受剪切载荷的零件和材料，如锅炉和桥梁上的铆钉、机器上的销钉等。剪切试验在万能试验机上进行，试样置于剪切夹具上，加载形式有单剪和双剪两种， 试样在剪切载荷P作用下被切断。
压缩试验测定材料在静压力作用下应力一应变关系的方法。脆性材料在压力作用下的应力一应变关系不遵守虎克定律，压碎时单位面积上的力即为抗压强度。管环压缩时，根据管环尺寸和管环压坏时的载荷，算出管环的抗弯强度。
硬度试验在规定的试验力下将压头压入材料表面，用压痕深度或压痕表面积大小评定其硬度的试验方法。根据压头形状，硬度试验分为布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验、肖氏硬度试验等。硬度试验方法简单易行，在某些情况下甚至可以看作是无损检验，在试样很小时还可以在一定程度上代表其他力学性能试验，得到有价值的参考数据。
应力松弛是在规定温度下，保持试样初始变形或位移恒定，测定试样上应力随时间而变化的关系。应力松弛试验分有拉伸应力松弛试验和弯曲应力松弛试验。前者用于棒、线材产品的检验，后者用于管材产品的检验，如预应力混凝土用的热处理钢筋、钢丝绳等。
疲劳试验是金属试样在一定的条件下承受某一类循环应力的恒负荷幅，测定试样的疲劳强度、疲劳极限或疲劳寿命的试验方法。疲劳试验在专门的疲劳试验机上进行。疲劳试验根据试样受力方式之不同，可分为弯曲疲劳试验、轴向(拉或压)疲劳试验、扭转疲劳试验和复合疲劳试验，其中最常用的是轴向疲劳试验。疲劳试验用于航空材料、轴承材料、海洋船舶材料、石油化工材料等的性能研究和检验。