Salah satu prinsip penting dan mekanika bahan adalah adanya keseimbangan antara gaya-gaya dan pasangan gaya-gaya (momen) luar dan dalam, jika suatu benda dalam kondisi stabil. Gaya-gaya luar dapat berupa gaya terpusat yang terletak pada permukaan benda tersebut (termasuk gaya reaksi tumpuan).
Sedangkan gaya-gaya dalam dapat berupa tegangan-tegangan normal atau geser dalam luasan tertentu yang terjadi akibat perlawanan terhadap gaya-gaya luar. Pada Gambar 1.1(a) diperlihatkan sebuah struktur 3 dimensi yang menerima gaya terpusat pada permukaan benda P1, P2, P3, … Pn, dan pasangan gaya (momen) M1, M2,…. Mn. Jika benda ini dalam keadaan seimbang, maka setiap bagian dan benda ini meskipun dipotong juga dalam keadaan seimbang (lihat Gambar 1.1 (b)).
Tinjaulah benda bebas (free body) pada gambar tersebut, maka akan terjadi keseimbangan sebagai berikut:
dengan R adalah resultan gaya dalam dan Mrnornen dalarn yang bekerja.
Jika kita menginginkan besaran gaya-gaya dalarn tersebut bekerja pada suatu titik tertentu, misalnya pada titik berat O, maka besarnya R0 dan M0 pada titik tersebut sebenarnya merupakan resultan dan gaya-gaya dan momen terhadap sumbu-sumbu x, y, dan pada titik 0 seperti dipenlihatkan pada Gambar dibawah ini :
Gaya dalam R ini berupa vektor, yang dalam mekanika bahan sering digunakan besaran intensitas gaya atau gaya yang bekerja pada satu satuan luas kecil pada titik yang ditinjau. Karena besarnya gaya R berbeda-beda tergantung titik yang ditinjau, maka besamya intesitas gaya inipun juga berbeda-beda, sebagai contoh besarnya gaya dan momen pada titik 0 (titik berat) adalah R0 dan M0. Intensitas gaya persatuan luas tegangan yang terjadi pada titik ini secara matematis didefinisikan:
