保持1分鐘以內的記憶。一般把它看作是處於感覺記憶和長時記憶之間的一個記憶階段。
短時記憶的特點是：①短時記憶的容量有限，記憶廣度一般為7±2個項目。但有些研究表明，在主觀上對材料加以組織，對擴大記憶容量有重要的作用。例如，要記住2824714932這樣一個電話號碼，若把它分成28（局號）、2471（總機號）和4932（分機號）3組，就能減輕記憶的負擔，擴大記憶的容量。1956年G.A.米勒把人們在記憶過程中聯合記憶的小單單位（如字母、符號）為較大單位的信息加工過程稱為組塊，而這樣組成的記憶單位叫“塊”。若以塊為記憶單位，則短時記憶所保持的信息量可大為擴大，近年來研究指出短時記憶的容量一般為5個塊。②短時記憶的保持時間在無復述的情況下隻有5～20秒，最長也不超過1分鐘。③短時記憶通過復述保持信息，復述的作用還在於能把信息轉入長時記憶。實驗表明，學習任何材料以後，若使用分心技術幹擾復述的進行，短時記憶的遺忘就會迅速發生。1959年，L.R.彼得森和M.J.彼得森夫婦讓被試識記三輔音連串後立即對某3位數進行“倒減3”的出聲運算，如309-3=306，要求每秒鐘減出1個數，以幹擾被試的復述。結果發現，間隔6秒，有68％的被試不能回憶，間隔18秒，則有將近90％的被試不能回憶起三輔音連串。B.B.默多克不僅用三輔音連串，還用三詞組合作為實驗材料，用上述方法做過實驗，也得到瞭相同的結果（見圖）。
④短時記憶的編碼大量的是言語聽覺編碼，少量的是視覺或語義編碼。1970年W.金思赤首先提出，在短時記憶中，信息即便是憑視覺接收的，也都要按聽覺或聲學的特征編碼，而不是按視覺形象編碼。其他研究也表明，短時記憶回憶的混淆現象主要是聽覺或聲學性質的。這都證明瞭短時記憶的編碼具有很強的言語聽覺性質。⑤短時記憶的信息提取是較完全的。提取信息即檢索的形式可能有串行加工和平行加工兩種。
短時記憶屬於非感覺記憶。主張把非感覺記憶劃分為短時記憶和長時記憶的理論為“二重學說”。