形狀記憶合金的最早應用是在管接頭和緊固件上。用形狀記憶合金加工成內徑比欲連接管的外徑小４％的套管，然后在液氮溫度下將套管擴徑約８％，裝配時將這種套管從液氮取出，把欲連接的管子從兩端插入。當溫度升高至常溫時，套管收縮即形成緊固密封。這種連接方式接觸緊密能防滲漏，遠勝于焊接，特別適合用于航空、航天、核工業及海底輸油管道等危險場合。
記憶合金最令人鼓舞的應用是在航天技術中。１９６９年７月２０日，“阿波羅”１１號登月艙在月球著陸，實現了人類第一次登月旅行的夢想。宇航員登月后，在月球上放置了一個半球形的直徑數米大的天線，用以向地球發送和接受信息。數米大的天線裝在小小的登月艙里送上了太空。天線就是用當時剛剛發明不久的記憶合金制成的。用極薄的記憶合金材料先在正常情況下按預定要求做好，然后降低溫度把它壓成一團，裝進登月艙帶上天去。放到月面上以后，在陽光照射下溫度升高，當達到轉變溫度時，天線又“記”起了自己的本來面貌，變成一個巨大的半球形。
目前，形狀記憶效應和超彈性已廣泛用于醫學和生活各個領域。如制造血栓過濾器、脊柱矯形棒、接骨板、人工關節、婦女胸罩、人造心臟等等。還可以廣泛地應用于各種自動調節和控制裝置。形狀記憶薄膜和細絲可能成為未來超微型機械手和機器人的理想材料。特別是它的質輕、高強度和耐蝕性使它備受各個領域青睞。
