溫度循環試驗主要是利用不同材料熱膨脹系數的差異，加強其因溫度快速變化所產生的熱應力對試件所造成的劣化影響。當電子組件經受溫度循環時，內部出現交替膨脹和收縮，使其產生熱應力和應變。如果組件內部鄰接材料的熱膨脹系數不匹配，這些熱應力和應變就會加劇，在具有潛在缺陷的部位會起到應力提升的作用，隨著溫度循環的不斷施加，缺陷長大并終變為故障(如開裂)而被發現，這稱為熱疲勞。對于電子組件而言，其內部元器件一般采用引腳插人式( PTH)或表面貼裝式( SMT)焊接。焊點在溫度循環作用下，因為熱應力和蠕變的交互作用，導致焊點產生粗大條狀組織和孔洞，隨著循環次數的增加，條狀組織持續擴大且孔洞慢慢結合成為微裂縫，從而導致焊點失效。這種熱疲勞失效屬于低周疲勞( low-cycle fatigue) 失效的一種，多發生于電子組件的內部焊點結合處。圖1是組件內部元器件焊接引腳在進行溫度循環試驗時脫焊的示意圖。