扭轉彈簧是螺旋彈簧。扭轉彈簧的兩端固定在其他部件上。當其他部件圍繞彈簧中心旋轉時，彈簧將它們拉回到原來的位置，從而產生扭矩或旋轉力。扭轉彈簧可以存儲和釋放角能，或者通過將力臂圍繞彈簧體的中心軸線旋轉來靜態地固定裝置。這些彈簧通常很緊，但線圈之間有一個節距以減少摩擦。它們產生抵抗旋轉或旋轉外力的能力。根據應用要求，扭轉彈簧的旋轉方向用于確定彈簧的旋轉方向。

  在規定扭矩作用下，扭轉彈簧會使工作應力和表面固定深度超過屈服極限，但低于強度極限，并保持足夠的時間。金屬晶格在深部表面附近的滑動保持穩定，從而形成穩定的塑性變形區。扭轉彈簧受到強烈扭曲，會使桿的表面積變形，產生塑性變形，截面的中心區域仍會發生彈性變形，并試圖恢復到原來的狀態，但塑性區域的外表面層會阻止其恢復。結果表明，扭桿彈簧徑向各層之間存在相互作用，即內層對外層施加反向剪切力。外層對內層施加剪切力。
  扭轉彈簧卸荷后，其截面殘余應力為表層附近的壓應力和中心附近的法向應力，截面殘余應力為零。扭轉彈簧加載后，如果工作扭轉角不超過扭轉彈簧的強扭轉角，則工作應力與此成正比。此時，載荷引起的應力和殘余應力相加，接近表面。殘余剪應力將抵消部分施加的剪應力，靠近中心的彈性區域將在原始殘余法向剪應力的基礎上承受施加的剪應力。結果，扭桿彈簧截面上的剪應力近似呈線性分布，截面上的剪應力趨于均勻分布。這樣既充分利用了截面內材料的性能，又提高了扭桿的承載能力。
  經過強扭處理的扭轉彈簧只會在強扭方向上增加承載力，但會降低反向承載力。因此，強扭轉彈簧只允許在強扭方向工作，不允許在相反方向工作。扭桿彈簧用于提高扭桿彈簧的承載能力。它主要在大于材料屈服極限但小于材料強度極限的扭轉應力之間進行。其出發點是改善橫截面應力的均勻分布，并允許在整個橫截面上使用材料承載力。因此，強力扭轉處理只能在一定范圍內提高扭桿彈簧的承載能力，而不能提高材料的強度極限。