Una força és una acció capaç de produir o modificar l'estat de repòs o de moviment d'un cos o de produir-hi deformacions. La unitat de força, en el sistema internacional de mesura, és el newton. Quan apliquem una força a un cos, diem que aquest cos està sotmès a un esforç. Si el cos suporta bé l'esforç, sense trencar-se o experimentar deformacions importants, direm que el cos té resistència a aquest esforç. Podem distingir cinc tipus d'esforç: esforç de tracció, de compressió, de flexió, de torsió i de cisallament.
L'esforç de tracció es produeix quan dues forces oposades (de sentit contrari) actuen sobre un element i tendeixen a estirar-lo o allargar-lo. És el cas, per exemple, del cable d'un ascensor. L'esforç de compressió es produeix quan les forces que actuen sobre un objecte són també oposades, però en aquest cas tendeixen a aixafar-lo o escurçar-lo. Els pilars i les columnes dels edificis en són exemples. El vinclament és la deformació que sofreixen els cossos sotmesos a compressió quan són llargs i prims.Quan les forces o les càrregues que actuen sobre una peça s'apliquen contra el seu eix longitudinal i tendeixen a corbar-la, aleshores diem que suporta un esforç de flexió. És el que pateix, per exemple, una canya de pescar. El resultat de l'acció de forces que fa que un cos giri o es torci s'anomena esforç de torsió. Quan collem un cargol o girem el manillar d'una bicicleta, produïm esforços de torsió. Finalment, si amb unes tisores tallem paper o roba, el que fem és concentrar dues forces oposades en una mateixa part d'aquest element. Diem aleshores que l'hem sotmès a un esforç de cisallament o tallant.
Una estructura és un conjunt d'elements units entre ells amb la funció bàsica de suportar forces. El xassís d'un cotxe o d'una moto, el quadre d'una bicicleta o la carcassa d'una rentadora són exemples d'estructures —en aquest cas, de màquines. Les funcions bàsiques de tota estructura són: suportar l'acció de forces exteriors i interiors, aguantar el seu propi pes i el de les càrregues que suporta, i mantenir l'estabilitat. La forma més simple que proporciona rigidesa a l'estructura i una resistència més gran és la triangular.
Actualment, podem distingir dos tipus bàsics d'estructura: l'estructura d'armadura i la laminar o de carcassa. Les estructures d'armadura són formades per un conjunt d'elements resistents, units o engalzats entre ells, que constitueixen l'esquelet de diversos tipus d'objectes o construccions. Les més corrents són les estructures metàl·liques i les de formigó. Les estructures metàl·liques es construeixen bàsicament amb perfils laminats d'acer. Les estructures laminars o de carcassa són formades per làmines o plaques unides entre elles, i solen envoltar l'objecte. És el cas, per exemple, d'un contenidor d'escombraries.
A l'hora de dissenyar una estructura cal tenir en compte especialment el material i la forma. La forma, per exemple, és important a l'hora de garantir l'estabilitat de l'estructura. Alguns sistemes per incrementar l'estabilitat són: fixar l'estructura a terra per mitjà de claus, cargols o fonaments; augmentar el pes de la base; construir una base més ampla o col·locar-hi cables tensors.
Les estructures metàl·liques es construeixen bàsicament amb perfils estructurals laminats d'acer. Aquests perfils són productes que s'obtenen a les acereries fent passar els lingots d'acer per unes màquines que els donen forma (hi ha perfils en forma de «U», en forma de «T», etcètera). A més dels perfils, en la construcció d'estructures també s'utilitzen altres elements simples com ara bigues, pilars, tirants i tensors itornapuntes.
