기억장치는 현대의 컴퓨터 시스템을 운영함에 있어 가장 조심하게 다루어야 하는 중요한 자원이다. 기억장치를 관리하는 운영체제의 일부를 기억 장치 관리자(memory manager)라고 한다. 기억장치 관리자는 기억장치의 어느 부분이 사용 중인지 아닌지를 조사하고 프로세스에게 그들이 필요할 때마다 기억장치를 할당하고 사용이 끝나면 회수해야 한다. 또한 주기억장치가 모든 프로세스가 사용하기에 부족한 경우에 디스크와 주기억장치 사이에 프로세스 교체 작업을 관리하고 있다. 주기억장치는 각각 자신의 주소를 갖는 바이트나 워드로 된 대구묘 배열로 구성되어 있다.

주기억장치는 CPU가 명령이나 자료를 직접 인출(fetch) 혹은 반환할 수 있는 기억장치의 부분으로 주기억장치 내의 모든 명령어와 해당 주소에 의해서 접근하게 된다. 가상기억장치(virtual memory)는 특정 프로그램의 전체가 주기억장치 내에 들어 있지 않아도 실행이 가능하게 하는 기법으로서 현재 실행되고 있는 프로그램의 일부를 주기억장치에 유지하고 나머지는 보조기억장치 하나인 자기 디스크에 유지시키는 기법으로 컴퓨터 시스템에서 주기억장치의 이용 가능한 기억 공간보다 훨씬 큰 주소 지정을 할 수 있도록 하는 기법이다.