W tego typu silniku cieplnym wykorzystuje się bezpośrednią przemianę energii cieplnej w mechaniczną. Idea urządzenia jest prosta. Na drut wykonany ze stopu wykazującego efekt pamięci kształtu w stanie martenzytycznym zawiesza się dany ciężar. Podczas nagrzewania zachodzi przemiana fazowa w austenit, co objawia się skurczem drutu. Układ wykonana pracę zależną od przyłożonego ciężaru i wielkości skurczu materiału. Efekt wykorzystuje się cyklicznie. Ogólnie silniki cieplne bazujące na pamięci kształtu charakteryzują się słabą sprawnością (rzędu kilku %). Najlepszy z nich wykazywał sprawność do 20% i brak wyraźnego pogorszenia efektu pamięci kształtu po 17·106 cyklach. Największy silnik cieplny wykorzystujący efekt pamięci kształtu charakteryzował się mocą 665 W oraz sprawnością około 5%.
Tłumienie drgań Materiały wykazujące efekt pamięci kształtu mają duży współczynnik tłumienia drgań i hałasu w stanie martenzytycznym. Wartość tłumienia jest zależna od temperatury i od amplitudy odkształceń. Im temperatura jest niżej od Ms, tym materiał charakteryzuje się lepszym tłumieniem. Tak samo jest w przypadku, gdy rośnie amplituda drgań. Znajdują zastosowanie jako powłoki i podkładki absorbujące.