材料长度或者体积随磁场强度增大而增大的称为正磁致伸缩材料，反之，称为负磁致伸缩材料。磁致伸缩材料可以实现电磁能与机械能之间的相互转化，是一类重要的能量转换功能材料。J.P.焦耳选取铁丝作为材料样本，首次观测到在轴向磁场作用下材料的长度发生了改变，称为焦耳效应。其实质是磁致伸缩材料内部磁畴旋转和重新取向的过程。E.维拉利发现，铁在磁场中磁化时，若受到不大的应力，其磁化曲线会随应力变化，称维拉利效应，是焦耳效应的逆效应。这类材料还有维德曼效应、维德曼逆效应，它们和焦耳效应与逆效应的差别是用扭转的剪应力、剪应变取代了拉压的正应力、正应变。

磁致伸缩材料根据成分可分为金属磁致伸缩材料、铁氧体磁致伸缩材料和稀土磁致伸缩材料。金属磁致伸缩材料电阻率低，饱和磁通密度高，磁致伸缩系数大。铁氧体磁致伸缩材料电阻率高，适用于高频，但磁致伸缩系数和磁通密度均小于金属磁致伸缩材料。稀土磁致伸缩材料的磁致伸缩系数远高于金属及铁氧体磁致伸缩材料，能达到10^-3量级。这种材料又称超磁致伸缩材料，其典型代表为Tb_xDy_1-xFe_2-y。这种材料具有输出应变大、机电转换效率高、能量密度大、响应速度快、承载能力大、工作频带宽等优点，在现代高新技术领域中有着十分广泛的用途。工程上常用磁致伸缩材料制成各种器件，包括超声器件，如超声波发生器、超声接收器、超声探伤器、超声钻头、超声焊机等；回声器件，如声呐、回声探测仪等；以及机械滤波器、混频器、压力传感器和超声延迟线等。

磁致伸缩材料具有磁-弹-热耦合的强非线性特性，它的磁化曲线和磁致伸缩应变曲线存在非线性磁滞和饱和现象，应力、磁场频率和温度对它们均有复杂的影响。在不同外磁场作用下的应力应变曲线会出现“翻转”现象，即应力较小时，外磁场越小，应变越大；应力较大时，外磁场越大，应变越大。在频率相关的动态磁场作用下，其磁滞回线呈现不同的形状。另外，环境温度对其磁滞回线面积有影响，温度越高，回线面积越小，即磁滞损耗越小。