记忆功能的机理还是比较复杂的，应该说目前的研究还不能完全的解释清楚。但大概可以这么说明：形状记忆合金的高温相具有较高的结构对称性，通常为有序立方结构。在Ms温度以下,单一取向的高温相转变成具有不同取向的马氏体变体。当在Ms温度以下使这种材料变形以制成元件时，材料内与应力方向处于不利地位的马氏体变体不断消减；处于有利地位的则不断生长。最后转变成具有单一取向的有序马氏体的元件。如再度加热到As点以上，这种对称性低的、单一取向的马氏体发生逆转变时，又形成先前的单一取向的高温相。对应于这种微观结构的可逆性转变，便恢复了材料在高温时的宏观形状，这就是所谓的单程形状记忆。经过某种工艺处理的记忆元件，冷却到Ms以下时,可恢复到低温时的形状,则称为双程形状记忆效应。记忆元件随温度变化而改变形状的过程，就是材料内部马氏体随温度的降低和升高连续生长和消减的过程，这种现象称为热弹性。一般认为，呈现形状记忆效应的合金必须具有以下特点：
①马氏体是热弹性的；
②形变是通过孪生而不是滑移发生的；
③马氏体是由有序的母相形成的。
