가공된 어떤 물체가 망가지거나 변형되어도 끓는 물 등으로 열을 가하면 원래의 형상으로 되돌아가는 합금. 1960년대에 미국 해군연구소(海軍硏究所)의 W.뷸러가 형상기억 반응을 나타내는 합금(니켈＋티타늄:니티놀)을 발견, 연구가 진행되었다.

형상기억효과(形狀記憶效果)의 메커니즘은, 금속고상(金屬固相) 상태에서의 상변태(相變態)의 일종인 마르텐사이트 결정변태(結晶變態)와 동일한 현상이다. 열탄성(熱彈性) 마르텐사이트 변태를 나타내는 합금은 예외 없이 형상기억 특성을 나타낸다는 것이 밝혀졌다.

실용화된 합금으로서는 니켈-티타늄 합금, 구리-아연-알루미늄 합금이 있다. 현재 실용화된 용도로는 F14 전투기의 파이프계수(繼手)와 인공위성의 안테나, 온실 창의 개폐장치 등이 있다. 또 연구개발 중인 것에 인공관절(人工關節)·심장펌프와 화재시의 방화문(防火門), 온도 센서 등이 있다.

한국에서는 83년 한국과학기술원(KAIST)의 재료실험팀이 니켈-티타늄 50:50 비율의 합금에 처음으로 성공한 데 이어, 86년 4월에는 정밀금속재료연구실팀이 의료용(치열교정용 와이어)의 형상기억합금 개발에 성공하였다. 이것은 늘어난 채로 입 안에 장치해도 체온에 의하여 줄어들면서 치아를 단단히 묶어주게 되어 있다.