有許多理論對應力腐蝕現象進行解釋，現選其中比較常用的三種簡述如下：
1. 活化通路型應力腐蝕
從電化學腐蝕理論中知道，當腐蝕電池是一個大陰極和一個小陽極時，陽極的溶解表現為集中性腐蝕損傷。只要在腐蝕過程中，陽極始終保持處于裂紋的最前沿，裂尖處于活化狀態下而不鈍化，與此同時其他部位（包括裂紋斷口兩側）發生鈍化，則裂紋可以一直向前發展直至斷裂如圖3-6所示。從圖中可以看出，裂紋猶如一個閉塞電池，裂紋內尖端是一個陽極區。裂口內部聚集了一些沉淀物如Fe3O4·Fe（OH）3，將裂紋通道堵塞，而此時H＋可透過閉塞物質緩慢地向外擴散，內部消耗的H2O則通過滲透來補充。這樣又將其他活性離子（如Cl）帶入內部，促使內部腐蝕性增強，在應力作用下促使裂紋尖端區域鈍化膜破壞，將陽極進一步活化且更加集中，裂紋就進一步深入發展，直至斷裂。閉塞電池的實質是裂紋內部的電化學發展過程。若裂隙中沉淀物的體積大于破壞金屬的體積很多時，則出現脹裂力，使裂紋尖端應力增大，促使應力腐蝕裂紋的發展。這一理論著重說明了電化學過程的重要性。
2. 應變產生活性通道應力腐蝕
應變產生活性通道應力腐蝕是指鈍化膜在應力作用下同金屬基體一起變形時發生破裂，裂隙處暴露出的金屬成為活化陽極，發生溶解。在腐蝕過程中，鈍化膜破壞的同時又會使破裂的鈍化膜修復，在連續發生應變的條件下修復的鈍化膜又遭破壞。此過程周而復始不斷發生，當應力超過修復后鈍化膜的強度，應力腐蝕即可發生，直至脆斷，如圖3-7所示。該理論著重說明了應力的重要作用。
3. 氫脆型應力腐蝕
腐蝕電池是由小陰極和大陽極組成，這時大陽極發生溶解表現為均勻性腐蝕。小陰極區的陰極過程中，如果發生析氫的話，將發生陰極區金屬的集中性滲氫，在持續載荷作用下氫促進塑性應變而導致脆斷，應力腐蝕就會順利發展。隨著裂紋的發展，裂紋尖端應力（裂尖應力）、應變集中促進金屬中氫往裂紋尖端中聚集（叫做應力誘導擴散），最終導致應力腐蝕斷裂。氫脆裂紋擴散機理的示意圖如圖3-8所示。
