La memoria cache (in inglese cache memory, memory cache o CPU cache), in informatica, è una memoria veloce (rispetto alla memoria principale), relativamente piccola, non visibile al software e completamente gestita dall'hardware, che memorizza i dati più recentemente usati della memoria principale (MM - Main Memory) o memoria di lavoro del sistema.
La funzione della memoria cache è di velocizzare gli accessi alla memoria principale aumentando le prestazioni del sistema. Nei sistemi multiprocessori con memoria condivisa permette inoltre di ridurre il traffico del bus di sistema e della memoria principale, che rappresenta uno dei maggiori colli di bottiglia di questi sistemi. La memoria cache fa uso della tecnologia veloce SRAM, contro una più lenta DRAM della memoria principale, connessa direttamente al processore.