Gerilim yayı, ayrıca gerilim yayı veya gerilim yayı olarak da bilinen, özellikle eksenel gerilmeye dayanacak şekilde tasarlanmış bir tür spiral yaydır.
Genellikle dairesel kesitli malzemelerden yapılmışlardır (örneğin yay çeliği) ve yük altında olmadıklarında, gerilim yayının bobinleri aralarında hiç boşluk olmadan sıkıca bağlıdır. Bir gerilim yayının ana işlevi, germe sonrası geri tepme kuvvetini (gerilimi) kullanmaktır, bu kuvvet bileşenlerin hareketini kontrol etmek, enerji depolamak, kuvvetin büyüklüğünü ölçmek vb. için kullanılabilir. Gerilim yayları için çeşitli kancaların şekilleri vardır, bunlar arasında yan kancalar, uzun kancalar, İngiliz kancaları, Alman kancaları, yarı dairesel kancalar, ördek gagası kancaları vb. bulunmaktadır. Bu "kancalar", gerilim yayları için gerilim kaynağını sağlar. Çoğu gerilim yayı belirli bir gerilim derecesi altında çalışır, hatta yük olmadığında bile, bu başlangıç gerilimi, yük olmadığında gerilim yayı bobini sıkılığını belirler. Bir gerilim yayının çalışma prensibi, bir sıkıştırma yayının çalışma prensibine zıttır. Sıkıştırma yayı sıkıştırıldığında ters yönde hareket ederken, gerilim yayı uzatıldığında veya ayrıldığında ters yönde hareket eder, iki parçayı bir araya getirmeye çalışır ve enerjiyi emer ve depolar.