马氏体时效钢的强化机理是由于钢中形成细小的晶体缺陷，即变形位错，而使材料达到增强的效果。在受力作用下，这些变形位错会扩散到相对稳定的晶界上，使得原子间距变大，从而减少了其弹性和塑性。这种机理通常被称为“失效”机理。此外，随着时效过程的不断发展，在该材料中形成一定量的微裂纹、脆性包裹物以及内应力会进一步加剧材料的强化作用。