弹簧在加热温度超过Af时，压紧弹簧伸长；冷却到低于Mf时，它又自动收缩。再加热时，再次伸长。这个过程可以反复进行，弹簧显示出能分别记忆冷和热状态下原有形状的能力。双程形状记忆效应需要对合金进行一定训练后才能得到，也就是把记忆合金制作的元件在外加应力作用下，反复加热和冷却。当合金加热，恢复到它原来的形状时，即可输出力而做功。通常这种合金的双程记忆效应，配上偏置弹簧制成各种驱动器。形状记忆效应是指把具有某种形状的材料从高于某个临界温度的高温快冷，使之形成低温相，在此状态下变形，产生一定的残留应变后重新加热，超过某临界温度时发生逆相变并回复到原来形状的现象。例如，对于一此金属合金，在高温相(奥氏体相)时将其处理成一定形状并急冷下来，在低温相(马氏体相)状态下经塑性变形成另一种形状，然后加热到高温相成为稳定状态的温度时通过马氏体逆相变会恢复到低温塑性变形前的形状。具有形状记忆效应的材料称为形状记忆材料。记忆材料包括形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆高分子材料。