铁电体是一类具有两个或者多个方向的自发极化特性，且在电场作用下极化方向可以改变的晶体。铁电体整体上呈现出自发极化特性时，由于其内部所有的电偶极子取向相同（极化方向），其上表面和下表面分别会形成一层正、负束缚电荷，这些束缚电荷在晶体内部形成与极化方向相反的退极化电场，使得晶体整体的静电能升高。常见的铁电体包括：钙钛矿型铁电体、铌酸锂型铁电体、铁电聚合物、氧化铪基铁电体等。

常见的铁电存储器一般将铁电体的两个极化态分别对应为存储的“0”和“1”两个状态。铁电存储器的特点包括存储速度快，写入数据功耗低，大规模集成密度高，存储数据非易失性，且具有抗辐照特性等。铁电存储器主要有两种类型：铁电随机存储器（ferroelectric random access memory; FeRAM）和铁电场效应晶体管（ferroelectric field effect transistor; FeFET）。

铁电随机存储器的存储单元由一个晶体管开关和一个铁电体薄膜电容串联组成，通常称为1T1C结构。铁电随机存储器通过晶体管的开和关来对单元进行选中和非选中，并利用铁电材料固有的双稳态极化特性，以铁电电容的自发极化“向上”和“向下”两个状态来表示数值二进制的“0”和“1”两个存储态。由于铁电随机存储器的读取会对铁电电容的极化态造成影响，是“破坏性”读取，所以读完之后为保持存储信息必须要进行复位刷新。因为在读取和写入时都需要对铁电电容进行刷新，这种长期的反复擦写会使得铁电薄膜材料逐渐疲劳而失效，因此铁电薄膜电容的疲劳特性是一项重要指标。

铁电场效应晶体管将铁电薄膜嵌入场效应晶体管的栅极介质当中，铁电薄膜的两个极化态可以影响场效应晶体管的阈值电压大小，使得在相同读取条件下，场效应晶体管分别处于连通和关断两个状态，可对应为存储的“0”和“1”。由于读取时只需要测量场效应晶体管源极和漏极之间的电流，所以对铁电薄膜极化态的影响小，为“非破坏性”读取。铁电场效应晶体管在读取时不会刷新铁电薄膜的极化态，故而可以减少擦写的次数，降低疲劳效应的影响。