轨头核伤是对行车威胁最大的一种钢伤损，是最危险的钢轨伤损。在列车荷载的反复作用下，在轨头内部出现极为复杂的应力分布和应力状态，使细小裂纹横向扩展成核伤，直至核伤周围的钢材强度不足以抵抗轮载作用下的应力，钢轨发生突然脆断。

具体来说：它起源于轨头内部的细小裂纹，由于轴重、速度、运量的不断提高，在钢轨走行面以下的轨头内部出现极为复杂的应力组合，使细小裂纹先是成核，然后向轨头四周发展，直至核伤周围的钢料不足以提供足够的抵抗，钢轨在毫无预兆的情况下猝然折断。加强轨道及机车车辆的养护，能减少核伤的发展，但无法完全消灭。轨头内部细小裂纹是因为钢水中含有氢气。高温的钢水，把冶炼中的水气分解成氢气和氧气。氢气在轧钢过程中冷却到临界温度前，一直留在钢中，当温度低于200℃后，氢气被封闭在微小的气孔内，这些小孔里的气压很高，而要放散这些氢气，就必将出现细小的裂纹。