Le coefficient de Poisson est le rapport de l'expansion le long d'un axe à la contraction le long de l'axe opposé lorsqu'un matériau est soumis à des forces de traction ou de compression. L'application d'une déformation de traction à un élastique, par exemple, provoque son allongement axial et sa contraction dans la direction transversale, en s'amincissant tout en s'allongeant simultanément. L'application de forces de compression à une balle en caoutchouc entraînera la dilatation latérale du matériau le long de son axe transversal lors de sa contraction longitudinale. Le coefficient de Poisson est simplement une expression de cette relation entre les déformations axiales et transversales.

L'équation de calcul du coefficient de Poisson est donnée par ν=(-ε_trans)/ε_axial. La déformation transversale (ε_trans) est mesurée dans la direction perpendiculaire à la force appliquée, et la déformation axiale (ε_axial) est mesurée dans la direction de la force appliquée. Dans la région élastique d'un échantillon donné, le coefficient de Poisson est essentiellement constant et est l'opposé du rapport de la déformation transversale à la déformation axiale correspondante résultant d'une contrainte axiale uniformément répartie en dessous de la limite de proportionnalité du matériau.

Pour un essai de traction, la déformation transversale est considérée comme une déformation latérale négative dans un échantillon, tandis que la déformation axiale est considérée comme une déformation longitudinale positive. Ces valeurs sont inversées pour un essai de compression. Le coefficient de Poisson n'est pas exprimé en unités et est généralement positif, car tous les matériaux courants subissent un rétrécissement de leur section transversale lors des essais de traction. La plupart des matériaux ont un coefficient de Poisson compris entre 0 et 0,5, les matériaux très élastiques comme le caoutchouc ayant généralement un coefficient de Poisson d'environ 0,5. La plupart des métaux, comme l'acier inoxydable, ont généralement un coefficient de Poisson d'environ 0,3. Le liège, cependant, a un coefficient de Poisson de pratiquement 0, ce qui signifie que le liège présente peu ou pas de déformation latérale lorsqu'il est soumis à une charge axiale, et inversement, ce qui en fait le candidat idéal pour sceller les bouteilles de vin.

Lors des essais d'échantillons selon une norme, celle-ci prévoit généralement une plage de déformation axiale dans laquelle le coefficient de Poisson doit être calculé. Ceci afin que le coefficient de Poisson soit déterminé dans la région élastique du matériau. Lors des essais conformément à la norme ASTM D638, par exemple, le coefficient de Poisson doit être calculé entre 0,05 et 0,25 % de déformation axiale. Le coefficient de Poisson est principalement utilisé par les ingénieurs pour identifier la quantité dont un matériau peut être étiré ou comprimé avant de se rompre. Ceci est couramment utilisé dans la conception de nouvelles structures car il permet aux ingénieurs de tenir compte des changements dimensionnels attendus d'un matériau donné lorsqu'il est soumis à une charge.