存储器是许多存储单元的集合，按单元号顺序排列。每个单元由若干二进制位构成，以表示存储单元中存放的数值，这种结构和数组的结构非常相似，故在VHDL语言中，通常由数组描述存储器[1] 。
存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。存储器可分为主存储器（简称主存或内存）和辅助存储器（简称辅存或外存）两大类。和CPU直接交换信息的是主存。[2]
主存的工作方式是按存储单元的地址存放或读取各类信息，统称访问存储器。主存中汇集存储单元的载体称为存储体，存储体中每个单元能够存放一串二进制码表示的信息，该信息的总位数称为一个存储单元的字长。存储单元的地址与存储在其中的信息是一一对应的，单元地址只有一个，固定不变，而存储在其中的信息是可以更换的。[2]
指示每个单元的二进制编码称为地址码。寻找某个单元时，先要给出它的地址码。暂存这个地址码的寄存器叫存储器地址寄存器(MAR)。为可存放从主存的存储单元内取出的信息或准备存入某存储单元的信息，还要设置一个存储器数据寄存器(MDR)。[2]
计算机的存储器可分成内存储器和外存储器。内存储器在程序执行期间被计算机频繁地使用，并且在一个指令周期期间是可直接访问的。外存储器要求计算机从一个外贮藏装置例如磁带或磁盘中读取信息。这与学生在课堂上做笔记相类似。如果学生没有看笔记就知道内容，信息就被存储在“内存储器”中。如果学生必须查阅笔记，那么信息就在“外存储器”中。[3]
内存储器有很多类型。随机存取存储器（ RAM）在计算期间被用作高速暂存记忆区。数据可以在RAM中存储、读取和用新的数据代替。当计算机在运行时RAM是可得到的。它包含了放置在计算机此刻所处理的问题处的信息。大多数RAM是“不稳定的”，这意味着当关闭计算机时信息将会丢失。只读存储器（ROM）是稳定的。它被用于存储计算机在必要时需要的指令集。存储在ROM内的信息是硬接线的”（即，它是电子元件的一个物理组成部分），且不能被计算机改变（因此称为“只读”）。可变的ROM，称为可编程只读存储器（PROM），可以将其暴露在一个外部电器设备或光学器件（如激光）中来改变。[3]
数字成像设备中的内存储器必须足够大以存放至少一幅数字图像。一幅512 x512 x8位的图像需要1/4兆字节。因此，一台处理几幅这样的图像的成像设备需要几兆字节的内存。[3]
外存储器用来储存不是实时成像任务中获取的图像，其与计算机有不同的分离层面。已经作出诊断的图像通常因为法律目的而存储多年。这些图像被称为“归档”（如磁带），它们必须在计算机上重新安装才能取回信息．硬盘驱动器中的图像被物理地安装在计算机上，且能在几毫秒内被访问。磁存储器中单个位被记录为磁畴，“北极向上”可能意味着1，“北极向下”可能意味着0。[3]
最常用的外存储器设备以两种方式之一来存储信息。磁带，以大的盘式装置的形式在20世纪70年代作为计算机存储的一大支柱，现在则以小而封闭的盒式磁带的形式成为一种相对便宜的“离线”存储选择。尽管它在加载现代录音磁带和寻找到感兴趣数据的存储位置时可能花费几秒甚至几分钟，但购买和维修这一存储媒质的长期花费是较低的。[3]