振動時效是通過專用的時效設(shè)備，使被處理的工件產(chǎn)生共振。通過共振將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位，使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形。歪曲的晶格逐漸恢復平衡狀態(tài)，從而使工件內(nèi)部的殘余應力得以消除和均化，最終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂，保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。
從宏觀的角度分析，振動時效使零件產(chǎn)生塑性變形，降低和均化殘余應力并提高材料的抗變形能力，無疑是導致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。由振動時效的加載試驗結(jié)果可知，振動時效件的抗變形能力不僅高于未經(jīng)時效的零件，也高于經(jīng)熱時效處理的零件。
從微觀方面分析，振動時效可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加的動應力。
從錯位、晶格滑移等金屬學理論上解釋，其主要觀點是振動時效處理過程實際上是通過在工件的共振狀態(tài)下，給工件的每一部位（晶格）施加一定的動能量，如果施加的這個能量值與微觀組織本身原有的能量值之和，足以克服微觀組織周圍的井勢（恢復平衡的束縛力），則微觀區(qū)域必然會產(chǎn)生塑性變形，使產(chǎn)生殘余應力的歪曲晶格得以慢慢地恢復平衡狀態(tài)，使應力集中處的錯位得以滑移并重新釘扎，達到消除和均化殘余應力的目的。