镍钛合金是一种形状记忆合金。形状记忆是当一定形状的母相由一定温度以上冷却到某一温度以下时，其金相（金属
结晶结构）发生变化。但这种相变是可逆的。当它再次处于一定温度时，金相逆向变化，材料会自动恢复其在母相时的形状。实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程。在航空航天、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛的应用。
1、航天航空
镍钛合金在航空航天的应用主要包括飞机上的管接头，还有
宇宙飞船天线、紧固件、连接部件、电器连接和机电执行元件等。常用于制作宇宙飞船自展天线。
2、汽车工业
镍钛合金常用于
汽车发动机防热风扇离合器、排气自动调节喷管、柴油机散热器孔自动开关和喷气发动机油过滤器的形状记忆弹簧等。
3、医疗器械
镍钛合金已成功应用于口腔牙齿的矫正、外科的矫正和整形及
心血管的微创介入治疗。目前已进入医疗临床试用的还有手术缝合线、脑动脉瘤夹、避孕环、
人造心脏、人造肾脏用微型泵等。
4、民用产品
民用产品主要包括超弹性眼镜框架、移动电话天线、女性
胸衣托架、高弹高韧性钓鱼丝线、耳机头套等。