Hystereesi on ominaisuus, joka nähdään useimmiten magneettisissa ja elastisissa materiaaleissa, joissa vaste materiaaliin kohdistuvaan jännitykseen tai sähkömagneettiseen voimaan on jäljessä voiman todellisesta kohdistamisesta. Reaktio riippuu myös materiaaliin aikaisemmin kohdistetuista voimista eikä vain sen hetkisistä jännitysolosuhteista. Yksinkertaisemmin sanottuna se on järjestelmän riippuvuus historiasta, ja sanan juuritermi tarkoittaa todellisuudessa myöhästymistä tai jäämistä jälkeen.
Ferromagneettisessa hystereesissä tätä periaatetta noudatetaan tallennettaessa tietoja magneettinauhalle, luottokorttinauhoille ja muille. Kun magneettinen hystereesikenttä levitetään tallennusvälineelle ja vapautetaan, tietoväline ei palaa oletusarvoisesti takaisin nollamagnetointitilaan. Sen sijaan materiaalin magneettisiin hiukkasiin lisätään uusi järjestysaste, joka edustaa sinne tallennettujen tietojen rakennetta. Tämä eräänlainen jäännösmagneettinen muisti voidaan poistaa vain soveltamalla magneettista varausta vastakkaiseen suuntaan, joka tunnetaan hystereesisilmukana. Implantoitu magneettinen varaus voi muutoin olla lähes pysyvä, mikä on hyödyllinen ominaisuus tietojen tallentamisessa, ja sitä on käytetty laajalti äänikaseteille ja tietokoneen kiintolevyille.
Hystereesisilmukan ominaisuutta voidaan käyttää myös magneettisen datan poistamiseen soveltamalla väliaineeseen käänteistä magneettikenttää. Samaa suuntaa voidaan käyttää myös edellisen kuvion korvaamiseen. Tätä toistettavaa ominaisuutta tai hystereesisykliä ferromagnetiikassa ei kuitenkaan esiinny muiden materiaalien ominaisuuksissa.
Memristorit eli muistivastukset ovat komponentteja, jotka osoittavat hystereesipiirin periaatteen. Heillä on kyky ylläpitää muisti hystereesivirrasta, joka kulkee niiden läpi muuttamalla suhteellista vastustaan vastauksena siihen. Nämä laitteet jäljittelevät tapaa, jolla synapsi toimii ihmisen aivoissa, ja se on herättänyt Yhdysvaltain puolustustutkimusprojektiviraston (DARPA) sotilaallisten tutkijoiden huomion. Vuonna 2010 tehdyn tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää supertietokonevoimaa, joka olisi tarpeeksi pieni pakattavaksi kahden litran tilavuuteen ja jonka älykkyys vastaisi kissan aivoja.
Joillakin joustavilla materiaaleilla, kuten ohuilla metalleilla, voi olla lämpöhystereesivaikutus. Muutokset metalliatomien suuntauksessa, kun haarukan piikkejä taivutetaan edestakaisin, osoittavat hystereesiä, mutta toisin kuin magneettiset materiaalit, metalli muuttuu vähemmän reagoivaksi toistuvilla voimalla. Tätä kutsutaan työn kovettamiseksi, ja lopulta metalli muuttuu hauraaksi ja rikkoutuu. Metalli muodostaa viiveen vastauksena voimaan ja lopulta hajoaa aiheuttaen energian menetyksen lämmönä, jota kutsutaan hystereesihäviöksi.
Hystereesimallilla on sovelluksia monilla tieteen, tekniikan ja jopa talouden aloilla. Venäläiset matemaatikot alkoivat mallintaa epälineaarisia järjestelmiä periaatteen mukaisesti 1970 -luvulla. Myöhemmin he kehittivät teorioita, kuten Preisach -mallia, jota voitaisiin käyttää kuvaamaan hystereesioireita monilla tieteenaloilla taloudesta tektoniikkaan ja suprajohtavuuteen.