镍钛形状记忆合金是已有形状记忆合金中具有最佳形状记忆效应（或超弹性）的合金。同时，该合金还具有良好的综合力学性能、高阻尼特性、耐腐蚀性和较好的生物相容性等，已经在航天航空、机械、能源、电子、生物医学以及日常生活等领域获得了广泛应用。

镍钛及镍钛基形状记忆合金的相变温度对合金成分非常敏感，Ni含量增加0.1%，可导致相变温度降低约10℃。合金化对镍钛及镍钛基形状记忆合金的相变温度也具有显著影响。

典型的镍钛形状记忆合金成分是具有近等原子比的二元镍钛合金，合金和回复温度一般不超过100℃。镍钛形状记忆合金可通过冷热加工（变形）和热处理改善其力学性能和功能特性。为了进一步改善镍钛形状记忆合金在特定使用环境下的力学性能和功能特性，往往采用向Ni-Ti二元合金中添加其他组元的合金化方法，并由此发展了一系列具有不同相变特征的形状记忆合金，如添加少量铁（Fe）替代Ni-Ti中的Ni可获得NiTiFe低温形状记忆合金；采用锆（Zr）、铪（Hf）替代Ti的TiNiX（X=Zr、Hf）或者采用钯（Pd）、铂（Pt）和金（Au）替代Ni的TiNiY（Y=Pd、Pt、Au) 可获得具有高温相变性能的高温形状记忆合金，其相变温度可高达500℃以上；添加部分铌（Nb）替代Ni和Ti可获得具有宽相变滞后的NiTiNb宽滞后形状记忆合金，其典型的合金成分为Ni₄₇Ti₄₄Nb₉，其相变滞后可达130℃以上；通过添加少量铜（Cu）可获得具有窄相变滞后NiTiNb形状记忆合金，其相变滞后显著降低。

镍钛及镍钛基形状记忆合金具有优异形状记忆和超弹性，其变形恢复率可达8%以上（一般金属材料＜0.1%） ，适度变形的合金在加热时可产生很高的回复应力（可达500兆帕以上）。该类合金具有良好的热加工能力(如热锻、热轧等）和冷加工能力（如冷轧和机械加工等），合金具有优异的综合力学性能，如高的断裂强度（1000兆帕以上)和断后延伸率（可达50%以上）。

镍钛及镍钛基形状记忆合金主要用于航天领域的温控展开和固定装置以及智能天线，航空领域的液压管路管接头，机械工程领域的紧固圈、连接套管、紧固铆钉，生物医学领域的血栓过滤器、心脏支架以及微创手术器械，日常生活领域的智能温控开关、热控阀门、空调调节器、电冰箱自动开关以及温控报警装置等。