시편에 회전과 굽힘 응력을 동시에 가하면 시편이 피로하여 파손되는데 이 때까지의 사이클 수를 측정하는 방법을 말한다. 재료의 피로 강도를 평가하기 위해 행하는 시험이다. 일반적으로는 일정진폭의 반복응력을 시험편에 더해 파괴될 때까지 반복 횟수를 구하고, S-N선도를 그린다. 부하형식에 따라 회전축 피로시험, 축하중 피로시험, 비틀림 피로시험, 구부러짐 피로시험이 있다. 그리고 파괴 반복 횟수가 1만회 정도 이하의 낮은 사이클 피로는 축변형 진폭을 일정하게 하여 행한다. 또, 실물에 가까운 응력 파형을 사용하는 변동하중 피로시험, 무질서 하중 피로시험도 행해진다.