Оста́точное напряже́ние, механическое напряжение, остающееся в материале, который был подвергнут пластической деформации, после прекращения внешних воздействий. Основная причина возникновения остаточного напряжения – неоднородность пластической деформации, возникающая при механических нагрузках, при тепловом расширении разных структурных или конструктивных составляющих тела (например, в гетерогенных структурах, биметаллах), при фазовых превращениях. Остаточные напряжения сохраняются во времени.

Остаточные напряжения могут быть как вредными (приводят к появлению недопустимых остаточных деформаций, трещин, к полному разрушению, ускоряют коррозию и т. п.), так и полезными (повышают предел упругости системы, коррозионную стойкость и т. п.). Вредными в основном оказываются растягивающие, а полезными – сжимающие остаточные напряжения. Существуют методы создания полезных остаточных напряжений (поверхностный наклёп, цементация, азотирование и др.) и уменьшения и устранения вредных остаточных напряжений (термообработка, вызывающая релаксацию остаточных напряжений, пластическая деформация, вибрация и др.).