抛丸强化的过程就是高速运动的弹丸流连续向零件表面抛射的过程。弹丸流的抛射如同无数小锤向金属表面锤击。这使金属表面层产生极为强烈的塑性形变，即产生冷作硬化层，此层称为表面强化层。从应力状态来看，强化层内形成较高的残余应力；从组织结构来看，强化层内形成了密度极高（＞10¹² 1/厘米²）的位错，并且在随后的交变应力或温度（或二者）的作用下，位错逐渐排列规则，形成多边形化，由此强化层内逐渐形成更加微小的亚晶粒（亚结构）。

    抛丸强化层内所具有的这种不同于心部（基体）的压应力状态和组织结构，是改善零件的室温和高温疲劳强度以及提高抗应力腐蚀性能的两个主要因素。

    诚然，强化层内的压应力和组织结构并不是固定不变的，零件在室温或高温下长期承受交变应力的过程中，一般地讲其残余应力会逐渐地发生松弛，亚晶粒亦会逐渐长大，甚至发生再结晶过程。在一般情况下，残余应力的消失速率和亚晶粒的长大速率取决于施加交变应力的水平和温度的高低。应力和温度愈高，上述二者的变化速率愈大。因此，抛丸强化零件在经过一段时期的使用之后，为恢复其抛丸强化效果，往往需要再行抛丸强化，然后投入使用。