从宏观角度分析，振动时效使工件产生塑性变形，降低和均化残余应力并提高材料的抗变形能力，无疑是导致工件尺寸精度稳定的基本原因。从分析残余应力松驰和工件变形中可知，残余应力的存在及其不稳定性造成了应力松驰和再分布，使工件发生塑性变形。故通常采用热时效方法以消除和降低残余应力，特别是危险的峰值应力。振动时效同样可以降低残余应力。工件在振动处理后残余应力通常可降低30-60％，同时也使峰值应力降低，使应力分布均匀化。

      除残余应力值外，决定工件尺寸稳定性的另一重要因素是松驰刚性，或工件的抗变形能力。有时虽然零件具有较大的残余应力，但因其抗变形能力强，而不致造成大的变形。在这一方面，振动时效同样表现出明显的作用。由振动时效的加载试验结果可知，经振动时效处理过的工件其抗变形能力不仅高于未经振动时效处理过的工件，也高于经热时效处理过的工件。振动时效通过共振的巨大能量而使材料得到强化，使工件的尺寸精度达到稳定。

      从位错、品格滑移等金属学理论上更能去解释振动时效的机理。其主要观点是振动时效处理过程实际上是通过在工件的共振状态下，给工件的每一部位(从微观角度说是工件里的每一个微观晶格)施加一定的动能量，如果施加的这个能量值与微观组织本身原有的能量值(残余应力本身是一种势能)之和，足以克服微观组织周围的井势(也可以说是对恢复平衡的束缚力)，则微观区域必然会产生塑性变形，使产生残余应力的歪曲部位得以慢慢地回复平衡状态，使应力集中处的位错得以滑移并重新钉扎，达到消除和均化残余应力的目的。对于残余应力集中的地方，残余应力值较大，其微观组织本身所具有的回复平衡状态的势能值也较大，所以，此处的残余应力在振动处理过程中消除的就越多。只有从这一观点上才能解释通许多用种观点所解释不通的一些现象。比如：在振动处理过程中我们只需施加一个方向的主动应力，就能消除包括垂直主动应力方向上的所有残余应力等。

      在共振状态下，可用的振动能量，使工件产生振幅，得到动应力和动能量，从而使工件中的残余应力消除的更***，工件获得的尺寸稳定性效果更好。

振动时效中的共振状态，是在外部激振器激振力的持续作用下，工件处于“受迫振动”时的一个特殊状态。它的条件是激振频率接近于工件的固有频率，这时振动特性中的振幅一频率曲线出现一个峰值，振幅的陡然增大对振动时效产生附加动应力有利。

工件在振动时效时是一个振动体，它与其支承用的弹性橡胶垫和激振器组成为一个振动系统，当该系统进行自由振动时，根据振动学原理，它的共振频率仅与系统本身的质量、刚性和阻尼有关。这个频率是由系统固有性质所决定的，称为固有频率。