形变强化是强化金属材料的重要工艺方法。形变强化是形变增加使位错运动阻力增大的结果，源于位错间的相互作用，如长程排斥力、交割时产生割阶和扭折阻力等。

（材料）形变强化指在金属的整个形变过程中当外力超过屈服强度后，要塑性变形继续进行，必须不断增加外力，从而在真实的应力-应变曲线上表现为应力不断上升的现象。

形变强化是强化金属的有效方法，对一些不能用热处理强化的材料可以用形变强化的方法提高材料的强度，可使强度成倍增加；是某些工件或半成品加工成形的重要因素，使金属均匀变形，使工件或半成品的成形成为可能，如冷拔钢丝、零件的冲压成形等；形变强化还可提高零件或构件在使用过程中的安全性，零件的某些部位出现应力集中或过载现象时，使该处产生塑性变形，因加工硬化使过载部位的变形停止从而提高了安全性。另一方面形变强化也给材料生产和使用带来麻烦，变形使强度升高、塑性降低，给继续变形带来困难，中间需要进行再结晶退火，增加生产成本。

在表面工程领域，形变强化是表面改性的方法之一，也称为表面机械强化^[注]。其原理是通过机械手段（滚压、内挤压和喷丸等），在再结晶温度以下，使表层材料产生加工硬化层（此形变硬化层的深度可达0.5～1.5毫米），借助材料表面的粗糙度、表层组织结构以及残余应力状态的改变来提高表面层硬度、强度，从而提高材料抗疲劳断裂和应力腐蚀断裂的能力。

表面形变强化方式参见表面改性。