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金属玻璃由于不具有长程有序的原子排列，因而表现出与传统晶态合金完全不同的力学行为。同时由于其具有高强度、高硬度、高耐磨性等特点，一直被认为是一种潜在的优异结构材料。至今，大量非晶形成能力优异的合金体系已被开发出来，但其室温脆性及形变软化的特点依旧制约着它们作为工程材料的实际应用，因此，金属玻璃的力学性能一直是该领域的研究热点。但由于其力学行为对诸多因素敏感，增加了人们对其本征行为和变形机理研究的难度。本论文详细研究了几种影响因素对金属玻璃力学行为的影响，并在此基础上对其变形机理进行了一定的探讨。
尺寸效应一直是材料力学性能研究中的基础问题之一，在晶态材料中已经得到充分的研究，但由于金属玻璃具有不同于晶体材料的变形方式，尺寸效应的表现方式和相关机理还存在一定的争议。通过对典型的韧性Zr-，Ti-基金属玻璃毫米级不同尺寸试样压缩行为的详细研究，发现随着试样尺寸的减小，这些金属玻璃塑性明显增加但强度几乎不变，分析表明，具有相同成分不同尺寸的试样断裂时存在着一个相同的临界面能量密度，由于金属玻璃室温非均匀变形的特点，不同尺寸的试样在变形时到达该临界面能量密度的速度不同，因而造成了金属玻璃力学行为的尺寸效应。
脆性金属玻璃尺寸效应的表现形式与韧性金属玻璃大为不同，随着试样尺寸的减小，塑性没有明显增加而强度明显升高。另外，试样高径比的变化对脆性的Fe-基金属玻璃和韧性的Zr-基金属玻璃影响也大为不同，当高径比小于1时，Fe-基金属玻璃依然是粉碎性断裂；只有当高径比小于0.35时才出现限制性的distensile断裂，当高径比进一步小于0.19时，脆性的Fe基金属玻璃也会出现大塑性的剪切变形。分析表明，试样端部和压头间摩擦力不仅限制了Fe基金属玻璃的粉碎性断裂，而且导致了复杂的应力状态，造成了脆性Fe基金属玻璃的剪切变形。
微米级非晶丝的拉伸变形呈现出一定的非线性特点。拉伸过程中内部微孔洞尺寸的增大以及流变缺陷联结成纳米孔洞造成了非线性变形的出现。尺寸越小的非晶丝冷却过程凝聚了更多的自由体积，且具有更大的变形能力，因而表现出更小的表观屈服点和更明显的非线性变形特点。
拉拔可以同时有效的改善非晶丝的断裂强度及其断裂强度可靠性。一方面，拉拔过程不仅消除了表面缺陷而且产生了表面压向残余应力，有利于提高其断裂强度，另一方面，拉拔会生成更多的自由体积和纳米孔洞，降低非晶丝的断裂强度。断裂强度可靠性的提高不仅和表面状况的改善有关，还和拉拔造成的塑性变形能力提高有关。
在金属玻璃微观不均匀性和微区失稳的基础上，提出了将微区失稳和宏观变形定量联系起来的变形模型。通过该模型可以定量描述和预测金属玻璃的一些变形行为和特点，为理解其变形机理提供了有益的帮助。该模型还提供了一种通过简单的应力弛豫试验测算金属玻璃内部微区激活能分布的方法。