단기기억은 수초에서 수분 내에 떠올리는 것으로 작업기억의 중요요소인데 작업기억의 용량은 7±2 개 혹은 그 이하로 제한적이지만 123-456-7890과 같이 묶어서 암기하면, 10개를 개별로 외우는 것보다 편하다. 정보를 장기기억으로 바꾸기 위해 거치는 단기기억은 용량에 제한이 있고, 자극에 주의를 주지 않으면 새로운 자극에 치환되어 잊혀진다.
단기기억이란 새로운 정보를 받아 등록된 정보가 1차적으로 저장되는 것으로 수초에서 수분 내에 회상해 낼 수 있는 기억을 의미하며 작업기억(working memory)의 중요요소이다. ‘단기기억’이라는 용어는 인지과학 초기에 사용한 용어로, 장기기억과의 대비를 강조한 용어 이다. 반면, ‘작업기억’은 기억의 역동적·과정적 측면을 강조하기 위한 용어이다. 작업기억의 용량은 7±2 개 혹은 그 이하로 매우 제한적이다. 과거 전화번호가 7가지 숫자로 이루어져 있었던 것도 이러한 이유이다. 하지만, 묶는 전략을 쓰면 더 늘릴 수 있다. 예를 들면, 전화번호123-456-7890과 같이 묶어서 암기하면, 10개를 개별로 외우는 것보다 쉽다. 이것이 많은 국가에서 전화번호를 묶어서 표시하는 이유이기도 하다. 단기기억은 새로운 정보를 장기기억으로 저장하기 위해 거치는 단계로, 단기기억에 머무는 시간은 평균 3초 내지 5초, 길어야 30초이다. 자극 정보는 시각적, 청각적(언어적) 형태로 변환된다. 단기기억은 용량에 제한이 있고, 자극에 주의를 주지 않으면 새로운 자극에 의하여 대치되어 망각된다. 쉽게 말해 컴퓨터의 RAM 같은 역할을 하는 것으로, 하드디스크에 저장하기 위한 일련의 과정과 각종 정보처리가 일어나는 곳이다. 단기기억에 관련되는 뇌 부위는 전두엽, 특히 전전두엽이 담당하는 것으로 다양한 뇌영상연구들을 통해 제안되었다.