Struktura faz NiTi thumb|left|180px|Rys. 1. Poglądowa struktura fazy austenitycznej i martenzytycznej NiTi. thumb|left|180px|Rys. 2. Poglądowe przedstawienie zniekształcenia struktury austenitu (B2) w fazę R. Faza NiTi charakteryzuje się uporządkowaną siecią regularną typu CsCl (B2). Parametr sieci komórki elementarnej silnie zależy od składu chemicznego i temperatury. Obecnie przyjmuje się, że parametr ten wynosi około 0,3 nm (najdokładniejszy pomiar to 0,3015 nm). W komórce przypisać można jeden atom niklu oraz jeden atom tytanu (pozycje 0,0,0 i ½,½,½). W stopie o składzie stechiometrycznym podczas jego chłodzenia występuje powyżej temperatury Ms (temperatura początku przemiany martenzytycznej) kilka zjawisk, które mają naturę dyfuzyjną. Jednym z nich jest przemiana przedmartenzytyczna. Objawia się ona przemianą sieci B2 w sieć tzw. fazy R. Stanowi ona romboedryczne zniekształcenie sieci NiTi. Wyznaczono, że jej parametr sieci wynosi 0,903 nm, a kąt α 89,3°. Martenzyt termosprężysty NiTi charakteryzuje się występowaniem w sieci jednoskośnie zniekształconej sieci rombowej typu AuCd (B19'). Parametry wynoszą kolejno a0 0,3015 nm, b0 0,412 nm i c0 0,4622 nm. W komórce zawrzeć można dwa atomy niklu i tytanu. + Spis faz mających znaczenie w stopach nitinolFaza% mas.