به آلیاژهایی که در طی یک چرخه تنشی یا چرخه حرارتی به شکل اولیه تعریف شده خود،  باز می­ گردند، آلیاژهای حافظه دار (shape memory alloys) یا SMA می گویند. آلیاژهای حافظه دار دارای توانایی تغییر ساختار کریستالوگرافی خود در پاسخ به یک محرک، در قالب تنش یا حرارت هستند. این تغییر در ساختار به این معنی است که ماده ای که دارای یک شکل خاص در دما و سطح تنشی معین است، با تغییر دما و سطح تنش، شکل متناظر با آن تغییرات را خواهد داشت. دو ساختار کریستالوگرافی برای آلیاژهای حافظه دار به ترتیب فاز مارتنزیت در دمای پایین و فاز آستنیت در دمای بالا است.
آلیاژهای حافظه دار زیر مجموعه ای از مواد هوشمند هستند که ویژگی اساسی آنها تغییر شکل بزرگ ناشی از تغییر در ریزساختار آنها تحت تاثیر محرک های غیر مکانیکی مانند دما و میدان مغناطیسی می باشد. این آلیاژها دو اثر مهم حافظه داری و سوپراالستیسته را ازخود نشان می دهند که باعث می شود این مواد به گزینه مناسبی برای سیستمهای کنترل،  سنسورها و طراحی عملگرا تبدیل شوند. کاربردهای عمده این مواد در رباتیک، صنایع اتومبیل، صنعت هوا فضا و مهندسی پزشکی می باشد. کشف نایتینول (آلیاژ نیکل– تیتانیوم) که سازگاری بسیار مناسبی با بدن انسان دارد، باعث توجه بیش از پیش به استفاده از این مواد در بیومکانیک شده است بطوری که امروزه عملگرهای مختلفی از آلیاژهای حافظه دار برای اعضای مختلف بدن طراحی و ساخته شده است. از مزایای آلیاژهای حافظه دار می توان به اندازه کوچک، وزن کم، توان تحریک پایین، تحریک پذیری لکتریکی و حرارتی، عملکرد بی صدا در مقایسه با سایر محرکها، عمر طولانی نسبت توان به وزن بالا اشاره کرد. فرکانس عملکردی پایین این آلیاژها یکی از عمده معایب آنهاست. علاوه بر این، آلیاژهای حافظه دار بازه تنش و دمایی خاصی دارند و در صورت رعایت نکردن این محدوده ممکن است تغییر ماهیت دهند. در دهه های اخیر عملگرهایی بر اساس این آلیاژها برای جایگزینی عضلات مختلف بدن طراحی شده است. برای مثال محققان عملگری برای عضله بازوی انسان ارائه نمودند. هدف اصلی این عملگر، تقلید ویژگیهای مکانیکی عضلات با حفظ سادگی می باشد.