金屬的低溫脆性是由于金屬的屈服強度隨溫度降低而升高造成的。.

屈服強度бs與斷裂強度бc相交，交點對應的溫度為脆性轉變溫度Tk。當T<Tk時，бs> бc，隨著應力的增加，材料在發生塑性變形之前就發生斷裂，屬于脆性斷裂;當T>Tk時，бc>бs，隨著應力的增加，材料先發生塑性變形，然后斷裂，屬于塑性斷裂。金屬材料在Tk發生脆性轉變。

金屬材料脆性轉變的本質是其塑性變形能力對溫度變化的反映。在可用滑移系統足夠多、阻礙滑移的因素不因溫度變化而加劇的情況下，材料將保持足夠的變形能力而不表現出脆性斷裂，面心立方金屬屬于這種情況。但是體心立方金屬，如鐵、鉻、鎢及其合金，在常溫下變形能力尚好，但在低溫條件下，間隙雜質原子與位錯和晶界相互作用的強度增加，阻礙位錯運動、封鎖滑移的作用加劇，使得對變形的適應能力減弱。.

低溫脆性通常用脆性轉變溫度評定。脆性轉變溫度的工程意義在于高于該溫度下服役，構件不會發生脆性斷裂。很明顯轉變溫度愈低，鋼的韌度愈大。脆性轉變溫度用夏比系列沖擊試驗得到的轉變溫度曲線確定。使用轉變溫度曲線進行工程設計時，關鍵是根據該曲線確定一個合理的脆性轉變溫度。不同的工程領域采用不同的方法來確定韌脆轉變溫度。這些方法有能量準則、斷口形貌準則和經驗準則。

高分子材料也具有低溫脆性。

比如電影加勒比海盜3中，部分船員在進入寒冷低溫區之后出現器官被凍掉的情況，就是因為身體的器官在低溫下發生了脆性轉變，受到沖擊力時無法通過塑性變形吸收進行吸收，直接發生脆性斷裂。