Przemiana martenzytyczna wprost i odwrotna nie przebiegają po tych samych ścieżkach w przestrzeni stanów termodynamicznych, co pozwala sporządzić pętlę histerezy (patrz rys. 1). W stopach wykazujących efekt pamięci kształtu można wyróżnić poniższe fazy: austenit (faza wysokotemperaturowa), martenzyt termosprężysty / zbliźniaczony (faza niskotemperaturowa), martenzyt zdeformowany / zbliźniaczony zniekształcony (faza niskotemperaturowa powstała w wyniku przyłożenia zewnętrznego obciążenia).
Efekt pamięcią kształtu można podzielić na trzy pomniejsze zjawiska: jednokierunkowy efekt pamięci kształtu, dwukierunkowy efekt pamięci kształtu, pseudosprężystość.
Jednokierunkowy efekt pamięci kształtu Jednokierunkowy efekt pamięci kształtu objawia się tym, iż materiał odkształcony w fazie martenzytycznym powraca po nagrzaniu do kształtu nadanego przy istnieniu fazy austenitu (patrz rys. 2).
Jeżeli materiał wykazujący jednokierunkowy efekt pamięci kształtu (posiadający utrwalony kształt w fazie austenitu;