對于高溫合金和耐熱鋼的耐熱性能要求，總的來說必須具有良好的熱穩定性、熱強性和使用條件下的長期組織穩定性。高溫長期的組織穩定性是材料具有良好熱穩定性和熱強性的保證。熱穩定性主要指耐高溫氧化和耐熱腐蝕性能；熱強性主要指高溫瞬時強度和塑性，高溫持久性能，高溫蠕變性能，熱疲勞性能等。
高溫氧化是指金屬在高溫氧化性氣氛中被腐蝕的現象，是化學腐蝕的一種。在高溫下，金屬表面可形成一層穩定、致密且附著力強的保護膜時，就有很好的抗氧化性能。鉻、鋁、硅是耐熱鋼和高溫合金常用的提高抗氧化能力的元素，它們在耐熱鋼和高溫合金表面可形成致密而完整的氧化膜：Cr2O3、Al2O3及SiO2。
熱腐蝕是指金屬材料在高溫工作時，基體金屬與沉積在工作表面的沉鹽及周圍工作氣體發生綜合作用而產生的腐蝕現象。熱腐蝕是以氧化為基礎，高溫合金在經受熱腐蝕之前總是先在合金表面上形成一層保護性氧化膜，沉鹽與氧化膜交互作用，產生熱腐蝕，它既存在化學腐蝕，又存在電化學腐蝕。
蠕變是指金屬在一定溫度和應力作用下，隨著時間的增加，慢慢地發生塑性變形的現象。蠕變極限是在規定溫度下，引起試樣在規定時間內的蠕變伸長率（總伸長率或塑性伸長率）或穩態蠕變速度不超過某規定值的最大應力。
由于材料都是長期使用，試驗時間不可能達到，一般采用多個試樣，測得相對較高應力與斷裂時間（至少在5個應力水平下進行）的關系曲線，然后用外推法（一般為曲線延伸），推算更長時間持久強度極限。外推出的時間一般不大于最長試驗時間10倍，同時，對材料在溫度、應力和時間作用下的組織變化應予以充分注意。
在實際工作中，持久性能常用表示方法是在某一溫度持續的應力下材料斷裂的時間。
疲勞是材料在交變應力和應變作用下發生局部累積損傷，經一定循環次數發生失效。
疲勞壽命N是在規定的應力或應變作用下，材料失效前所經受的循環次數。
條件疲勞極限σN(MPa)是對應于規定N次循環數的中值疲勞強度極限值。
