Tenen les característiques d'alta elasticitat, rendiment del cautxú metàl·lic, gran resistència, etc. Després de la deformació plàstica sota tensió a una temperatura més baixa, després de l'escalfament, tornen a la forma abans de l'escalfament. Per exemple, Ni Ti, Ag Cd, Cu Cd, Cu Al Ni, Cu Al Zn i altres aliatges es poden utilitzar per a elements elàstics (com ara embragatges, vàlvules d'acceleració, elements de control de temperatura, etc.), materials de motor tèrmic, materials mèdics (materials d'ortodòncia), etc. d'aparells reguladors.
L'efecte de memòria de forma prové d'una transformació martensítica termoelàstica. La transformació martensítica general, com a mètode d'enduriment de l'acer, consisteix a escalfar l'acer a una determinada temperatura crítica durant un període de temps i després refredar-lo ràpidament, com ara introduir-lo directament en aigua freda (anomenada trempada). En aquest moment, l'acer es transforma en una estructura martensítica i s'endureix. Posteriorment, es va trobar en alguns aliatges una altra transformació anomenada martensita termoelàstica, diferent de l'anterior. Un cop produïda la martensita termoelàstica, pot continuar creixent amb la disminució de la temperatura. Al contrari, quan la temperatura augmenta, la martensita cultivada pot tornar a encongir-se fins a tornar al seu estat original, és a dir, la martensita pot créixer o encongir-se de manera reversible amb el canvi de temperatura. La forma de la martensita termoelàstica canvia amb ella.
A més de les categories anteriors de nous materials funcionals metàl·lics, hi ha aliatges d'amortiment de vibracions que poden reduir el soroll; Materials biomèdics que poden substituir, millorar i reparar òrgans i teixits humans; Materials intel·ligents que poden implantar sensors, processadors de senyal, comunicacions i controladors i actuadors en materials o estructures per permetre que els materials o estructures tinguin funcions intel·ligents i característiques de vida com ara l'autodiagnòstic, l'autoadaptació i fins i tot danyar l'autocuració.
