活塞承受高速往复运动产生的惯性力、侧向压力、摩擦力等多重负荷的交替作用，必然会导致活塞在工作中的热损伤和机械损伤。严重时可能会导致活塞顶部、销座处出现裂纹、活塞环胶结甚至“拉缸”等各种问题。

活塞的机械负荷损伤主要集中在活塞的销孔、环岸等部位。随着发动机强化水平的不断提高，一些高强度的柴油机最大爆发压力已达到 18MPa，欧V排放的发动机缸内最高爆发压力已达到或超过22MPa。这样活塞的销孔、环岸及燃烧室等部位在活塞工作时将长期承受着高频周期作用的爆发压力，高压力同时又伴随着高温度，而在高温作用下活塞的润滑状况变差，严重时润滑油会胶结失效，使得活塞摩擦磨损严重。

内燃机活塞在高温、高压、磨损严重的工作状况下发生机械负荷失效原因相当复杂，影响到活塞裂纹产生的因素也很多，包括铝合金高温下的强度、活塞的几何结构、活塞表面的粗糙度及其受到的机械载荷的性质等有关。在这些庞杂的影响因素中，涉及到金属材料学、热处理、物理化学和力学等许多研究领域，因此尽管人们对活塞工作的可靠性问题进行了大量研究工作，但尚有许多理论和实际问题未能得到圆满解决。