由于疲劳强度问题受材料、工艺、载荷、环境条件、结构细节等很多因素影响，而疲劳分析计算方法还未成熟，所以疲劳试验是提供准确评价疲劳强度的最可靠方法。

疲劳试验按照研究对象可划分为两大类：材料疲劳试验和结构疲劳试验。

通常采用标准试样在材料试验机上进行测试，研究材料的基本疲劳性能、失效机理，以及环境和载荷对材料疲劳性能的影响等。材料疲劳试验根据所施加的载荷和环境等特征，可分为高/低周疲劳、高/低温疲劳、单/多轴疲劳、声疲劳、腐蚀疲劳等试验类型。

以零件、部件以及全尺寸结构为测试对象，研究其疲劳性能、抗疲劳设计方法、寿命评估方法、疲劳试验方法，以及结构形状、尺寸、表面状态和工艺因素等对结构疲劳寿命的影响。

航空结构疲劳试验按照试验目的可分为研发试验、验证试验和例行试验等。按所施加的载荷谱类型又可分为等幅加载疲劳试验、程序加载疲劳试验、随机加载疲劳试验等。根据所用的试验件尺度可分为元件疲劳试验、部件疲劳试验、组合件疲劳试验、全机疲劳试验等。

元件和部件疲劳试验可以借助专用试验夹具在通用或专用的疲劳试验机上进行，以测试元件和部件等典型结构的疲劳性能。组合件和全机疲劳试验的试验件规模更大，结构传载更真实，试验实施技术也更复杂。组合件和全机疲劳试验的目的是发现结构的疲劳薄弱部位，特别是对元件和部件疲劳试验难以模拟的连接结构。试验通常需采用更真实更复杂的疲劳载荷谱，以反映飞机在设计使用分布内的基准使用情况或严重使用情况。试验实施中需要计算机控制的多点协调加载系统，还需要对疲劳载荷谱进行简化，主要是减少载荷级数并截去过低和过高的载荷。

随着飞机结构设计理念的发展变化，飞机结构疲劳试验的目的和内容也在不断变化。①对于按照安全寿命设计理念设计的飞机，飞机结构疲劳试验是为了测试结构的疲劳特性，验证结构的安全使用寿命。其试验的内容包括4～6倍的设计目标寿命疲劳试验和剩余强度试验。②对于按照耐久性/损伤容限设计理念设计的飞机，飞机结构疲劳试验是为了验证结构的耐久性使用寿命，测试结构的损伤容限特性。其试验的内容包括2～3倍的设计目标寿命疲劳试验、0.5～1倍裂纹扩展试验和剩余强度试验。