اکثر آزمایشگاه‌های آزمایش مواد دارای دستگاه‌هایی با قابلیت اعمال بار از طریق روش‌های مختلف هستند. به عنوان مثال، این دستگاه‌ها می‌توانند بارهای استاتیک و دینامیک را به صورت کششی یا فشاری بر روی نمونه مورد نظر اعمال کنند. تصویر زیر، نمونه‌ای از یک دستگاه آزمایش کششی را نمایش می‌دهد.
در این تصویر، نمونه آزمایشگاهی بین دو گیره بزرگ نصب شده و تحت کشش قرار گرفته است. با شروع بارگذاری، تغییر شکل نمونه توسط وسایل اندازه‌گیری ثبت می‌شود. سپس، نتایج به دست آمده از طریق سیستم‌های کنترل خودکار و پردازش داده درون یک جدول مخصوص قرار می‌گیرد. در انتها، تغییرات رفتار نمونه مورد آزمایش در حین بارگذاری به صورت یک منحنی ارائه می‌شود.
در تصویر زیر، نمای دقیق‌تری از نمونه مورد استفاده در آزمایش کششی نمایش داده شده است. بخش‌های انتهایی نمونه در محل قرارگیری‌شان درون گیره‌ها دارای اندازه بزرگ‌تری هستند. این طراحی، از شکست در نزدیکی گیره‌ها جلوگیری می‌کند. توزیع تنش در این نواحی یکنواخت نیست. به همین دلیل، رخ دادن شکست در نزدیکی آن‌ها باعث عدم دستیابی به اطلاعات مورد نیاز می‌شود.خصوصیات رفتاری مواد
در نمونه‌هایی با طراحی مناسب، شکست در بخش منشوری نمونه رخ می‌دهد (مانند تصویر زیر). در این بخش، توزیع تنش به صورت یکنواخت است و میله تحت کشش خالص قرار دارد. دستگاهی که به وسیله دو بازو از سمت چپ به نمونه متصل شده است، کشیدگی‌سنج یا «اکستنسورمتر» (Extensometer) نام دارد. این وسیله، کشیدگی نمونه را در حین بارگذاری اندازه‌گیری کرده و نتایج به دست آمده را به واحد پردازش داده ارسال می‌کند.
به منظور فراهم شدن امکان مقایسه بین نتایج حاصل از آزمایش‌های مختلف، ابعاد نمونه‌ها و نحوه اعمال بار طبق استانداردهای مخصوص انتخاب می‌شوند. «انجمن مواد و آزمون آمریکا» (American Society for Testing and Materials) یا اصطلاحاً «ASTM»، یکی از بزرگ‌ترین سازمان‌های استاندارد در دنیا است که دستورالعمل‌ها و استانداردهای مربوط به مواد مختلف و نحوه آزمایش بر روی آن‌ها را منتشر می‌کند. «انجمن استاندار آمریکا» (American Standards Association) یا به اختصار «ASA» و «مؤسسه ملی فناوری و استانداردها» (National Institute of Standards and Technology) یا «NIST» نیز نمونه‌های دیگری از سازمان‌های استانداردسازی هستند.
بر اساس استاندارد ASTM، قطر نمونه مورد استفاده در آزمایش کشش 0.505 اینچ (1.28 سانتی‌متر) و فاصله بین دو نقطه نصب بازوهای کشیدگی‌سنج بر روی نمونه 2 اینچ (5.08 سانتی‌متر) است. خصوصیات رفتاری مواد- هم‌زمان با شروع بارگذاری، میزان بار محوری اعمال شده به صورت خودکار یا قرائت از روی صفحه، اندازه‌گیری و ثبت می‌شود. میزان کشیدگی نمونه در فاصله بین دو نقطه نصب کشیدگی‌سنج نیز به طور هم‌زمان مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد.
در یک آزمایش استاتیک، بار به صورت آهسته بر روی نمونه اعمال می‌شود. به علاوه، به دلیل عدم تأثیر نرخ بارگذاری بر روی رفتار نمونه، این پارامتر به صورت دقیق اندازه‌گیری نمی‌شود. در طرف مقابل، سرعت بارگذاری در یک آزمایش دینامیک بالا است و در برخی از مواقع، بارگذاری‌ها به صورت چرخه‌ای صورت می‌گیرند. به دلیل تاثیر بارگذاری دینامیک بر روی خصوصیات ماده، نرخ بارگذاری نیز در کنار پارامترهای دیگر اندازه‌گیری می‌شود.
در آزمایش‌های فشاری، نمونه‌های کوچکی به شکل مکعب یا استوانه مورد استفاده قرار می‌گیرند. اندازه ضلع نمونه‌های مکعبی در حدود 5 سانتی‌متر و قطر نمونه‌های استوانه‌ای در حدود 2.5 سانتی‌متر و ارتفاع آن‌ها بین 2.5 تا 30 سانتی‌متر است. در حین آزمایش فشاری نیز مانند آزمایش کششی، امکان اندازه‌گیری بار اعمال شده و میزان تغییر طول (کاهش طول) نمونه وجود دارد. تغییرات طول در این آزمایش‌ها باید در محدوده‌ای کوچک‌تر از طول نمونه اندازه‌گیری شوند (مانند نحوه قرارگیری کشیدگی‌سنج در آزمایش کششی). دلیل این امر، حذف «اثرات انتهایی» (End Effects) است.
به منظور تعیین مقاومت مورد نیاز بتن در پروژه‌های ساختمانی، از آزمایش فشاری استفاده می‌شود. نمونه‌های به کار رفته در این آزمایش، معمولاً بتن‌های 28 روزه با قطر 15 سانتی‌متر و طول 30 سانتی‌متر هستند. آزمایش فشاری به منظور تعیین خواص سنگ‌های مختلف نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، نمونه‌های سنگی معمولاً ابعاد کوچک‌تری نسبت به نمونه‌های بتن دارند (تصویر بالا).