Stres toplotne obdelave lahko razdelimo na toplotni stres in stres tkiva. Popačenje obdelovanca pri toplotni obdelavi je posledica kombiniranega učinka toplotne obremenitve in obremenitve tkiva. Stanje napetosti toplotne obdelave v obdelovancu in učinek, ki ga povzroča, sta različna. Notranja napetost, ki jo povzroči neenakomerno segrevanje ali ohlajanje, se imenuje toplotna napetost; notranji stres, ki nastane zaradi neenakega časa preoblikovanja tkiva, se imenuje tkivni stres. Poleg tega se notranja napetost, ki jo povzroči neenakomerna transformacija notranje strukture obdelovanca, imenuje dodatna napetost. Končno napetostno stanje in velikost napetosti obdelovanca po toplotni obdelavi je odvisno od vsote toplotne napetosti, napetosti tkiva in dodatne napetosti, ki se imenuje zaostala napetost.
Deformacije in razpoke, ki jih tvori obdelovanec med toplotno obdelavo, so posledica skupnega učinka teh notranjih napetosti. Hkrati je pod vplivom napetosti toplotne obdelave včasih en del obdelovanca v stanju natezne napetosti, drugi del pa v stanju tlačne napetosti, včasih pa porazdelitev napetostnega stanja vsakega dela obdelovanca je lahko zelo zapletena. To je treba analizirati glede na dejansko stanje.
1. Toplotni stres
Toplotna napetost je notranja napetost, ki nastane zaradi neenakomernega volumskega širjenja in krčenja, ki ga povzroči razlika v hitrosti segrevanja ali ohlajanja med površino obdelovanca in sredino ali tankimi in debelimi deli med toplotno obdelavo. Na splošno velja, da čim hitrejša je stopnja segrevanja ali hlajenja, večja je nastala toplotna obremenitev.
2. Tkivni stres
Notranji stres, ki nastane zaradi neenakega časa specifične spremembe volumna, ki ga povzroči fazna transformacija, se imenuje tkivni stres, ki se imenuje tudi stres fazne transformacije. Na splošno velja, da večja kot je specifična prostornina pred in po transformaciji strukture tkiva in večja kot je časovna razlika med prehodi, večja je napetost tkiva.