La histéresis es una cualidad que se ve con mayor frecuencia en materiales magnéticos y elásticos donde una respuesta a la tensión o fuerza electromagnética sobre el material se retrasa con respecto a la aplicación real de la fuerza. La reacción también depende de las fuerzas anteriores aplicadas al material, y no solo de las condiciones de tensión actuales que está experimentando. Dicho de manera más simple, es la dependencia histórica de un sistema, y el término raíz de la palabra en realidad significa llegar tarde o retrasarse.
En histéresis ferromagnética, se confía en el principio para el registro de información en cintas de almacenamiento magnéticas, tiras de tarjetas de crédito y más. A medida que se aplica un campo de histéresis magnética al medio de grabación y se libera, el medio no vuelve por defecto a un estado de magnetización cero. En cambio, se agrega un nuevo nivel de orden a las partículas magnéticas en el material, que representa la estructura de los datos registrados allí. Esta especie de memoria magnética residual solo se puede borrar aplicando una carga magnética en la dirección opuesta, conocida como bucle de histéresis. De lo contrario, la carga magnética implantada puede ser casi permanente, lo cual es una característica útil al almacenar información y se ha utilizado ampliamente para cintas de audio y discos duros de computadora.
La propiedad del bucle de histéresis también se puede utilizar para borrar datos magnéticos aplicando un campo magnético inverso al medio. También se puede emplear uno en la misma dirección para sobrescribir el patrón anterior. Esta característica repetible o ciclo de histéresis en ferromagnéticos, sin embargo, no está presente en las propiedades de otros materiales.
Los memristores, o resistencias de memoria, son componentes que demuestran el principio de un circuito de histéresis. Tienen la capacidad de mantener una memoria de la corriente de histéresis que los atraviesa cambiando su resistencia relativa en respuesta a ella. Estos dispositivos imitan la forma en que funciona la sinapsis en el cerebro humano, y eso ha captado la atención de investigadores militares de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), en Estados Unidos. La investigación a partir de 2010 tenía como objetivo desarrollar la potencia de una supercomputadora que sería lo suficientemente pequeña como para empaquetarse en un volumen de dos litros y tendría el equivalente al cerebro de un gato en inteligencia.
Los materiales algo elásticos, como los metales delgados, pueden presentar un efecto de histéresis térmica. Los cambios en la alineación de los átomos de metal al doblar los dientes de una horquilla hacia adelante y hacia atrás demostrarán histéresis, pero, a diferencia de los materiales magnéticos, el metal se vuelve menos sensible con aplicaciones repetidas de fuerza. Esto se conoce como endurecimiento por trabajo y, finalmente, hace que el metal se vuelva quebradizo y se rompa. El metal acumula un retraso en respuesta a la fuerza y finalmente se rompe, provocando la pérdida de energía en forma de calor, lo que se conoce como pérdida por histéresis.
El modelo de histéresis tiene aplicaciones en una variedad de disciplinas científicas, de ingeniería e incluso económicas. Los matemáticos rusos comenzaron a modelar sistemas no lineales basados en el principio en la década de 1970. Posteriormente desarrollaron teorías como el modelo de Preisach, que podría usarse para describir el fenómeno de histéresis en una amplia gama de ciencias, desde la economía hasta la tectónica y la superconductividad.