典型的疲劳断口由疲劳源区、疲劳裂纹稳定扩展区和快速断裂区（又称为瞬时断裂区）三部分组成。

疲劳源区是疲劳裂纹萌生的区域，一般用宏观观察就可以确定其位置。疲劳源区一般在试样或构件的表面或次表面，如果材料内部有严重的不连续性缺陷，疲劳源也可能在材料内部。疲劳源区是最早生成的断口，而且该区裂纹扩展速率缓慢，裂纹反复张开闭合引起匹配断口表面的摩擦，因此一般比较平整光滑。当作用在构件上的交变载荷较低或疲劳在平滑的表面上萌生时，一般只有一个疲劳源；当交变载荷较高或在应力集中部位萌生裂纹时，往往出现多个疲劳源，低周疲劳的断口上经常有多个疲劳源区。多个疲劳源可能不在一个平面上，扩展连接会形成台阶，因而断口表面比较粗糙。一般来讲，疲劳源的数目越多，说明交变载荷越大，应力集中位置越多或应力集中系数越大。

疲劳弧线是金属疲劳断口最基本的宏观形貌特征，它是在疲劳裂纹稳定扩展阶段形成的与裂纹扩展方向垂直的弧形线，是疲劳裂纹瞬时前沿线的宏观塑性变形痕迹。用肉眼观察，看起来很像贝壳或海滩，因此又称为贝壳花样或海滩花样。研究认为，疲劳弧线是由于循环载荷的变化或由于材料中的组织不均匀（不连续）、应力松弛、临近裂纹等的影响下发生应力再分配，使得裂纹尖端前沿区域局部地区出现应力大小或（和）应力状态的改变，应力的改变使疲劳裂纹扩展的速度或（和）方向发生变化而在断口上留下塑性变形痕迹；环境介质对裂纹前沿氧化或腐蚀的差异是产生疲劳弧线的重要原因。

疲劳弧线的形状受材料的缺口敏感性、疲劳断裂源数量等因素的影响。没有应力集中的疲劳断口上的疲劳弧线多呈凸形，即弧线从源点向扩展方向凸起；缺口的存在会使疲劳裂纹沿外缘表面的扩展速率大于疲劳裂纹向内部的扩展速率，使弧线呈凹形。多源会使疲劳弧线由凸向凹转变。

虽然疲劳弧线是疲劳断口的宏观基本特征和判断其为疲劳断口的主要依据，但并不是所有的疲劳断口上都会有疲劳弧线出现。在实验室试样的疲劳断口上就很少出现疲劳弧线，这主要是因为在实验室一般为短时均匀加载。即使在服役的构件上也不是每个疲劳断口上都有清晰可见的疲劳弧线，当外载荷变化不大、材质均匀等情况下，疲劳弧线就可能很少或几乎没有。另一方面，并非所有的贝壳花样都是疲劳断口的形貌特征，应力腐蚀和腐蚀疲劳的断口上有时也会出现这种贝壳花样。

疲劳裂纹不断地改变着局部扩展方向，会在断口上形成二次台阶（与疲劳源区的台阶相区分）。有些疲劳台阶与疲劳弧线垂直，呈辐射状。

当疲劳裂纹达到临界尺寸时，试样或构件会发生瞬时断裂，该区域的断口宏观形貌与静载断裂的断口形貌基本一致。韧性材料瞬断区断口一般为剪切斜断口，断口表面为暗灰粗糙的纤维状；脆性材料瞬断区断口一般为平断口，断口表面呈结晶状或放射状。

一般来说，疲劳断口没有明显的塑性变形，属于脆性断口。