力学性能检测是失效分析不可缺少的一种分析手段，检测的目的是与要求的性能指标进行对照，判断是否达到设计要求。在可能的情况下，尽可能在出现问题的部位附近截取样品（如断口附近、裂纹附近）进行检测。
1.硬度测试
对于钢材，在不解剖零件的前提下，通过测试硬度可以判断热处理工艺是否存在偏差；可以判断材料抗拉强度的近似值；可以检验加工硬化或由于过热、脱碳或渗碳、渗氰所引起的软化或硬化。
2.拉伸、冲击性能测试
为了测定失效零件的常规力学性能参量是否达到设计要求，需进行拉伸、冲击性能测试。拉伸试验可以测定材料的屈服强度、抗拉强度、断面收缩率和断后伸长率，反映材料的强度和横纵向的韧性，主要设备为材料试验机；冲击试验可以测定材料的冲击韧度，反映材料在经受外力冲撞时的安全性，主要设备为冲击试验机。
3.断裂力学测试
失效分析中的断裂力学测试，主要是指材料断裂韧度测试、模拟介质条件下的应力腐蚀试验及模拟疲劳条件下的裂纹扩展参数测试。应用这些断裂力学参数可以对零件的断裂失效做出定量评价。