A tensão axial pode ser calculada dividindo a força axial total aplicada em um objeto por sua área de seção transversal. É uma tensão que altera o comprimento de um corpo.
A força axial é aplicada em uma direção paralela ao eixo do objeto, daí o nome "axial". A tensão axial pode ser uma tensão compressiva ou tensão de tração. O estresse compressivo tende a tornar o corpo mais curto, enquanto o estresse de tração o torna mais longo. A tensão axial é um padrão de tensão cilíndrica, o que significa que permanece inalterada mesmo que o objeto seja girado em torno de seu eixo.
Todos os padrões de tensão do cilindro são uma preocupação importante ao construir qualquer coisa que tenha forma cilíndrica. Os engenheiros usam soluções diferentes para combater os efeitos dessas tensões, mas uma das mais reconhecíveis podem ser os aros colocados em torno de barris de madeira.