断面上の微小面積dAとその座標xまたはyの二乗の積を全面積Aにわたって積分した値，\({I_x} = \int_A {{y^2}dA} \)，\({I_y} = \int_A {{x^2}dA} \)をそれぞれx軸およびy軸に関する断面二次モーメントIという．Iは断面の形状寸法が与えられれば求められる．I＝Ak²または\(k = \sqrt {I/A} \)で定義されるkを断面二次半径という．これは，ある点に断面の全面積が集中したと考え，かつある軸に関して分布した面積と等しいIを持つような点（断面二次中心）から軸までの距離である．x軸，y軸に関するIをI_x, I_y，断面相乗モーメントをI_xyとし，これらの軸とθだけ傾いた\({x'}\)軸，\({y'}\)軸に関する\({I_{x'}},{I_{y'}}\)を求めると，\({I_{x'}},{I_{y'}}\)はあるθのとき最大または最小となり，このとき\({I_{x'}}_{y'} = 0\)となる．このような図心を通る２本の軸\({x'}\)，\({y'}\)を主軸といい，互いに直交する．主軸に関するIが断面主二次モーメントである．なお，断面が対称軸を持つ場合，この軸とこれに直交する軸が断面の主軸となる．Iははりの曲げ応力σを求める際に必要な量であり，σ＝My/Iとなる．ここで，Mは曲げモーメント，yは中立軸からの距離である．最大応力は中立軸から最も遠い位置で生じるから，それらをe₁（引張側)，e₂（圧縮側）とすると，\({\sigma _{\max }} = M{e_1}/I = M/{Z_1}\)，\({\sigma _{\min }} = - M{e_2}/I = - M/{Z_2}\)である．このZを断面係数という．