Las propiedades fundamentales de esta aleación son: la superelasticidad, y la memoria de forma (esta se manifiesta cuando, después de una deformación plástica, el material recupera su forma tras un calentamiento suave). Además cuenta con otras propiedades como la maleabilidad y una alta resistencia a la corrosión.
Las aleaciones con memoria de forma deben sus propiedades a una transición de fase entre una estructura de tipo austenita y una de tipo martensita. Las transiciones de fase en los sólidos pueden producirse por dos mecanismos muy diferentes. El más común consiste en el desplazamiento de átomos de sus posiciones de equilibrio, mediante un proceso conocido como difusión, para adoptar una nueva estructura más estable en las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentra el material. Este tipo de transiciones se produce generalmente de una forma lenta.

Las aleaciones con memoria de forma sufren también una transición de fase que se produce mediante un movimiento cooperativo de un gran número de átomos, los cuales sufren desplazamientos muy pequeños de sus posiciones de equilibrio. Puesto que no existe difusión de átomos esta transformación es muy rápida (puede alcanzar la velocidad del sonido. Este tipo de transformación recibe el nombre martensíticas, debido a que se describieron en primer lugar para la transformación del acero entre sus fases austenita (frágil y dura) y martensita (dúctil y maleable).

La martensita (de baja temperatura) es una fase menos simétrica que la austenita cúbica. Una vez que se ha generado por enfriamiento laè(monoclínica fase martensita, se puede deformar fácilmente y de una forma plástica, pero la transformación por calentamiento recupera la UNICA estructura de tipo austenita posible. Este efecto, a escala macroscópica se manifiesta en la recuperación de la forma inicial.