一般材料承受應力頻繁變化的能力稱為耐熱疲勞性。熱疲勞失效產生的原因是由于雙色注塑模具在反復加熱和冷卻條件下工作的，溫度循環致使材料體積循環變化。當材料的自由膨脹和收縮受到約束時，就會產生循環熱應力或循環熱應變。
    在循環熱應力或循環熱應變與機械應力的聯合作用下，導致疲勞裂紋形成與擴展，會引起雙色注塑模具產生熱疲勞失效。熱疲勞也是塑性變形累積的結果，屬低周疲勞范疇，但熱疲勞過程比機械疲勞要復雜。首先由于溫度交變作用，除產生熱應力外，還導致材料內部組織變化，使強度和塑性降低。
    其次，熱疲勞條件下的溫度分布是不均勻的，在溫度梯度大的地方，塑性變形嚴重，熱應變集中較大。