根據彈性理論，在實體本體上或內部的任意點處的極小量材料可以旋轉，這樣僅會保留法向應力，而所有剪應力將為零。當表面正垂線向量與應力向量作用於共線的表面，正垂線向量的方向稱為主應力方向。表面上的應力向量的大小稱為主應力值。