외력이 작용하여 물체가 변형하는 경우 물체의 단위 길이 당 변형의 비율을 말하며, 무차원량으로 표시된다. 그림 (a)와 같이 단면적 A, 길이 L의 막대를 하중 W로 인장하는 경우, 길이가 λ만큼 신장한다고 하면 횡단면에는 수직응력 σ=W/A가 발생하고, 이 경우 단위길이 당 신장 ε=λ/L을 수직변형률이라고 한다. 또한 그림 (b)와 같이 윗면의 면적 A, 높이 L의 직방체 물체에 전단력 F가 작용하는 경우에는 윗면은 λs 만큼 벗어났다고 하면, 내부에는 전단응력 τ=F/A가 발생하고 이 경우의 단위 높이 당 어긋남 γ=λs/L을 전단변형률이라고 한다. 변형이 작으면 λs=L×tanθ≒L×θ이므로 γ=θ가 되며, 전단변형 γ는 오차의 각도 θ에 일치한다. 또한 변형이 작으면 변형은 응력에 비례한다.