Деформа́ция твёрдых тел (от лат. deformatio – обезображивание, искажение), изменение относительного положения частиц тела, которое приводит к искажению формы и размеров и вызывает изменение сил взаимодействия между частицами, т. е. появление напряжений. Деформация твёрдого тела может являться результатом действия внешних механических сил, а также следствием фазовых превращений, связанных с изменением объёма, теплового расширения, намагничивания (магнитострикционный эффект), появления электрического заряда (пьезоэлектрический эффект). Простые типы деформации тел: растяжение (сжатие), сдвиг, изгиб, кручение. Как правило, наблюдаемая деформация является комбинацией нескольких типов деформации одновременно. В конечном итоге деформацию можно свести к 2 простым типам: растяжению (сжатию) и сдвигу. Деформация тела однозначно определяется, если известен вектор перемещения каждой его точки. Деформация твёрдых тел, обусловленная их структурными особенностями, изучается физикой твёрдого тела, а движения и напряжения в деформируемых твёрдых телах – теорией упругости и пластичности.

Деформация называется упругой (обратимой), если она исчезает после снятия вызвавшей её нагрузки, и пластической (необратимой), если после снятия нагрузки она полностью не исчезает. Различают также вязкоупругую деформацию, для которой типична явная зависимость от процесса нагружения во времени, причём при снятии нагрузки деформация самопроизвольно стремится к нулю. Упругая деформация может быть линейной, если она подчиняется закону Гука, и нелинейной, если зависимость между упругой деформацией и возникающими напряжениями нелинейна. При циклическом приложении и снятии нагрузки возникает неоднозначная зависимость между напряжениями и деформацией (упругий гистерезис).

В кристаллах упругая деформация проявляется в изменении расстояний между узлами и искажении кристаллической решётки без изменения порядка расположения атомов; первоначальная конфигурация восстанавливается после снятия нагрузки.

Пластическая деформация в кристаллических телах осуществляется движением точечных, линейных и объёмных дефектов кристаллов (дислокаций, вакансий, дисклинаций и др.). В аморфных телах аналогом движения дефектов в кристаллических телах являются перемещения кластерного свободного объёма. Механизмы пластической деформации связаны с преимущественным типом движущихся дефектов, образованием дефектных субструктур и превращениями, происходящими в субструктурах (см. пластичность кристаллов). Пластическая деформация, как правило, сопровождается явлением деформационного упрочнения, которое приводит к росту сопротивления деформированию с возрастанием пластической деформации.

В полимерах деформация определяется изменением конформации длинных полимерных цепей. Наличие дальних взаимодействий обусловливает временнýю протяжённость в развитии деформации. Для полимеров наиболее типична вязкоупругая деформация. В эластомерах упругая деформация может достигать сотни процентов (см. высокоэластическое состояние).

Все реальные твёрдые тела при деформации обладают пластичными свойствами. При некоторых условиях пластичными свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твёрдое тело с достаточной точностью можно считать упругим, т. е. не обнаруживающим заметных пластических деформаций, пока нагрузка не превысит некоторого предела.

При неизменной приложенной к телу нагрузке деформация меняется со временем; это явление называется ползучестью. С ростом температуры скорость ползучести увеличивается. Частными случаями ползучести являются процесс самопроизвольного уменьшения внутренних напряжений с течением времени при неизменной деформации и упругое последействие (процесс самопроизвольного роста деформации с течением времени при постоянном напряжении).

Простейшими элементарными деформациями являются: относительное удлинение некоторого элемента $\varepsilon=(l-l_0)/l_0$, где $l$ – длина элемента после деформации, $l_0$ – первоначальная длина этого элемента, и сдвиг – изменение угла между элементами, исходящими из одной точки и взаимно перпендикулярными до деформации. В общем трёхмерном случае деформация определяется симметричным тензором второго порядка с шестью независимыми компонентами. Компоненты $\varepsilon_{ii}=\frac{\partial u_i}{\partial x_i}$ ($i=1,2,3$; $u_i$ – проекция вектора перемещения на координатную ось $x_i$) представляют собой деформации, параллельные оси $x_i$ (растяжение вдоль оси $x_i$ при положительных $\varepsilon_{ii}$ или сжатие при отрицательных $\varepsilon_{ii}$). Компоненты $\varepsilon_{ik}={1\over 2}\left(\frac{\partial u_i}{\partial x_k}+\frac{\partial u_k}{\partial x_i} \right)$, где $i,k=1,2,3$; $i \neq k$, представляют собой изменение, которое претерпевает при деформации угол, стороны которого были первоначально параллельны осям $x_i$ и $x_k$ (т. е. деформации сдвига).

Деформация определяется через перемещения, измеренные в процессе испытания образцов материалов с целью определения их механических свойств, либо при проведении натурных исследований конструкций и сооружений или на моделях для получения информации о величинах напряжений. Упругие деформации строительных конструкций весьма малы, и их измерение требует высокой точности. Наиболее распространённый метод исследования деформации – с помощью тензометров. Кроме того, применяются тензодатчики сопротивления, поляризационно-оптический метод исследования напряжения, рентгеновский структурный анализ. Для получения информации о местных пластических деформациях применяют накатку на поверхность образца сетки, покрытие поверхности растрескивающимся лаком и т. п.