A memória cache armazena permanentemente os dados do sistema operacional, sendo seu conteúdo preservado mesmo após o desligamento do computador.

O princípio de funcionamento da cache baseia-se na localidade de referência: programas tendem a acessar repetidamente as mesmas regiões de memória em curtos períodos, tornando provável que dados recentemente usados sejam solicitados novamente em breve.

Processadores modernos possuem apenas um nível de cache (L1), pois múltiplos níveis aumentariam a complexidade sem trazer benefícios de desempenho.

Quando ocorre um acerto de cache (cache hit), o processador precisa buscar o dado na memória principal, pois a cache não possui os dados necessários no momento do acesso.

A memória cache é sempre maior em capacidade que a memória RAM, pois precisa armazenar uma cópia completa de todos os dados presentes na memória principal.