由于镍钛合金形状记忆合金具有独特的镍钛合金形状记忆合金功能外，还具有超弹性、耐磨损性与抗腐蚀性等优点，因此在多个领域得到非常广泛的运用。
　　（一）机械工程
　　镍钛合金形状记忆合金在机械行业的运用最初是在管接头及紧固件上。具体来说在机械零件的连接、管道等，飞机进行空中加油的接口处，使用镍钛合金形状记忆合金加工成为外径比内径大3%的套管，并且在一定温度下将套管的扩径大概为8%。在装配是把套管从液氮中取出来，并且将管子从两端插入，如果温度升至常温，则可以利用电加热改变温度，空中加油接口处镍钛合金形状记忆合金变形，镍钛合金形状记忆合金加工而成的套管收缩便形成紧密封，从而实现紧密不漏油，效果远远高于传统的焊接。因此，镍钛合金形状记忆合金尤其适合航空航天、船舰、输油管道等领域。在施工不便的位置，可以使用镍钛合金形状记忆合金制成销钉，装进孔中进行加热。因此，利用镍钛合金形状记忆合金的感温驱使多重功能，制作机器人、机械手等。
　　（二）建筑行业
　　前面提到镍钛合金形状记忆合金具有的各种特性，结合镍钛合金形状记忆合金的结构能够增强系统的阻尼，降低结构的动力反应，从而制作出各种形式的阻尼耗能装置。还可以利用镍钛合金形状记忆合金设计隔振器，通过镍钛合金形状记忆合金的变形增加变形位移耗能，防止结构地震能量向上部结构的输送，从而保护上部结构，真正增强结构的抗震性能。
　　（三）航空航天工业
　　在飞机液压系统中，基本上每架飞机都需要使用八百个镍钛合金形状记忆合金接头。自上个世纪70年代以来，美国大多数海军飞机都使用这种管接头，并且没有失效的记录。另外，镍钛合金形状记忆合金还可以使用在飞船的天线、机电执行元器件上等。
　　（四）汽车行业
　　镍钛合金形状记忆合金主要用于发动机放热风扇离合器、排气喷管、柴油机散热器等。
　　（五）医疗领域
　　镍钛合金形状记忆合金具备较高的力学性能与生物兼容性，使其在医疗领域获得广泛的运用。如牙齿矫正、外科整形、心血管微创等方面；血栓滤器实际上也属于镍钛合金形状记忆合金的新产品；被拉直的滤器在植入静脉后，会随时间的推移逐渐形成网状，阻止超过90%的凝血块流向心脏、肺部等器官。另外，医疗临床试用中应用镍钛合金形状记忆合金的还有手术缝合线、人工关节、人造心脏等。