Segundo a teoria da elasticidade, um volume infinitesimal de material em um ponto arbitrário dentro ou sobre um corpo sólido pode ser girado de tal modo que permaneçam somente as tensões normais e que as demais tensões de cisalhamento sejam zero. Se o vetor normal de superfície e o vetor de tensão que atuam sobre a superfície são colineares, a direção do vetor normal recebe o nome de direção de tensão principal. A magnitude do vetor de tensão na superfície recebe o nome de valor de tensão principal.