結構分析是固體力學的一個分支，它使用簡化的實體模型來進行工程決策。 其主要目的是確定載荷對物理結構及其組件的影響。 與彈性理論相反，結構分析中使用的模型通常是一個空間變量的微分方程。 進行此類分析的結構包括所有必須承受載荷的結構，例如建筑物、橋梁、飛機和船舶。 結構分析使用應用力學、材料科學和應用數學的思想來計算結構的變形、內力、應力、支撐反作用力、速度、加速度和穩定性。 分析結果用于驗證結構的適用性，通常排除物理測試。 因此，結構分析是結構工程設計的關鍵部分。

結構是指用于支撐負載的連接部件的主體或系統。 與土木工程相關的重要示例包括建筑物、橋梁和塔樓； 在工程的其他分支中，船舶和飛機框架、坦克、壓力容器、機械系統和電氣支撐結構很重要。 要設計結構，工程師必須考慮其安全性、美觀性和適用性，同時考慮經濟和環境限制。 工程的其他分支在各種各樣的非建筑結構上工作。

結構系統是結構元素及其材料的組合。 對于結構工程師來說，通過識別構成該結構的各種元素，能夠根據結構的形式或功能對結構進行分類非常重要。 通過材料引導系統力的結構元件不僅有連桿、桁架、梁或柱，還有索、拱、空腔或通道，甚至角、面結構 , 或者一個框架。

一旦定義了結構的尺寸要求，就有必要確定結構必須承受的載荷。 因此，結構設計從指定作用在結構上的載荷開始。 結構的設計荷載通常在建筑規范中指定。 有兩種類型的規范：一般建筑規范和設計規范，工程師必須滿足規范的所有要求才能使結構保持可靠。

結構工程在設計中必須遇到兩種類型的載荷。 xxx種類型的載荷是靜載荷，由各種結構構件的重量和xxx連接到結構上的任何物體的重量組成。 例如，柱、梁、梁、樓板、屋頂、墻壁、窗戶、管道、電氣裝置和其他雜項附件。 第二種類型的荷載是活荷載，其大小和位置各不相同。 有許多不同類型的活荷載，如建筑荷載、公路橋梁荷載、鐵路橋梁荷載、沖擊荷載、風荷載、雪荷載、地震荷載和其他自然荷載。

要執行準確的分析，結構工程師必須確定結構載荷、幾何形狀、支撐條件和材料特性等信息。 這種分析的結果通常包括支座反作用力、應力和位移。 然后將此信息與指示故障條件的標準進行比較。 高級結構分析可以檢查動態響應、穩定性和非線性行為。

分析有三種方法：材料力學方法、彈性理論方法和有限元方法。 前兩個使用分析公式，這些公式主要應用簡單的線彈性模型，導致封閉形式的解決方案，并且通常可以手動解決。 有限元法實際上是求解彈性理論、材料強度等力學理論所產生的微分方程的數值方法。 然而，有限元法在很大程度上依賴于計算機的處理能力，更適用于任意大小和復雜的結構。

無論采用何種方法，該公式都基于相同的三個基本關系：平衡、構成和相容性。 當這些關系中的任何一個僅近似滿足或僅近似現實時，解決方案是近似的。

每種方法都有明顯的局限性。 材料力學方法僅限于在相對簡單的載荷條件下非常簡單的結構元件。