D'après la théorie de l'élasticité, un volume infinitésimal de matière en un point arbitraire sur ou à l'intérieur du corps solide peut être soumis à une rotation de manière à ce que seules les contraintes normales subsistent et que toutes les contraintes de cisaillement soient nulles. Lorsque le vecteur normal d'une surface et le vecteur de contrainte agissant sur cette surface sont colinéaires, la direction du vecteur normal est appelée direction de la contrainte principale. L'amplitude du vecteur de contrainte sur la surface est appelée valeur de la contrainte principale.