材料试验的种类繁多，现代常用的有机械、物理、化学、腐蚀、磨损试验和无损检测以及工艺性能试验等。
① 机械性能试验：测量材料在力或能的作用下所表现的特性，如强度、刚度、塑性、韧性、硬度等。有时要求在某些特定环境，例如高温、低温、腐蚀等条件下进行试验。由于工程结构和机器零部件绝大部分是在受力的情况下工作的，机械性能是它们的主要性能，因而这类试验应用最广。
② 物理试验：利用材料的各种物理效应来检测材料的一系列特性，包括化学组成和价态、表面形貌、晶体结构、显微组织等，或确定一些物理性能参数，如比热容、热导率、电导率、膨胀系数等。这类试验中的很大一部分能揭示材料的微观特征，从而可与宏观性能联系起来，用于分析质量问题和失效事故，以及进行材料科学中的基础性研究等（见材料物理试验）。
③ 化学分析：定性或定量地测定材料的化学组分和结构。所用方法主要有两大类：一是以各种化学反应作为基础的经典化学分析方法；另一是利用各种元素的不同物理或物理 -化学效应的仪器分析方法。前者灵活性较大，为很多标准分析方法所采用。后者的特点是分析速度快、灵敏度高，但试验装置通常较庞大复杂，价格昂贵,适用于大批量和成分较复杂的试样分析工作(见材料化学分析)。
④ 腐蚀试验：用化学、物理或机械方法测出材料在各种介质中因化学或电化学反应而引起表面局部的或均匀的损耗──腐蚀。这类试验对长期处于侵蚀性环境中的装置，如石油、化工、海洋钻探设备等尤其重要。
⑤ 磨损试验：测定固体在受另一相互接触的固体的摩擦，或受固态、液态或气态颗粒的碰撞时所引起的表面损耗──磨损。这类试验尚无公认的统一标准。由于很多因素如介质的腐蚀作用、零件的振动、磨粒的形状和相对的运动速度等均会显着地影响磨损率，实验室的试验结果常与实际情况有较大的出入，应用时须加注意。一般用台架试验和实物试验更具有实际意义。
⑥ 无损检测：在保持被检物完好的条件下利用各种物理效应查出被检物表面或内部的缺陷，或测定其组织、性能和其他物理量。不损害被检物的使用性能是它有别于一般材料试验的特点。这类试验是保证产品质量和安全使用的重要手段。
⑦ 工艺性能试验：测定材料加工成半成品或成品所用的工艺过程（铸造、锻压、焊接、金属热处理、切削加工等）的难易程度。这种试验对判定材料能否投入正常生产有很大意义，对于发展新材料也很重要。
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