Le système cognitif fonctionne en acquérant, filtrant et traitant des informations vitales, utiles, potentiellement utiles à court, moyen et long termes ; il a donc besoin de stocker (mémoriser) ces informations. Le cerveau semble pour cela disposer de systèmes différents, mais complémentaires, de mémoire à long terme et de mémoire à court terme. La notion de mémoire de travail, apparue dans les années 1970 désigne . Dans le domaine de l'étude de l'architecture cognitive, cette notion est un modèle conceptuel qui cherche à comprendre le fonctionnement de la mémoire à court terme, (qui stocke très temporairement de l'information), en lien avec l'exploitation par le cerveau de cette information et à décrire une partie du devenir de l'information (une fois celle-ci perçue par un individu). Par exemple, dans le cas de l'information visuelle : les photorécepteurs de la rétine sont activés par un stimulus. Ils transmettent un codage de l'information sensorielle, liée au stimulus, aux aires concernées par le traitement d'informations visuelles. Celles-ci transmettent, à leur tour, de la matière à traiter aux réseaux neuronaux chargés de traiter cette information, qu'on peut alors désigner comme « finalisée ». La mémoire de travail s'effectue dans des réseaux de neurones chargés, dans la zone frontale du cerveau, de traiter une information finalisée, parmi d'autres qui interagissent entre elles pour aboutir à l'accomplissement des tâches citées plus haut (maintien et travail de l'information). En termes de fonctions exécutives, habituellement attribuées aux lobes frontaux, la mémoire de travail correspond à l'inhibition, à la mise à jour et à la flexibilité (Miyake, 2000). Des lésions affectant les lobes frontaux, par exemple induites par la maladie d'Alzheimer, l'alcoolisme, le vieillissement normal ou la démence fronto-temporale peuvent gravement affecter la mémoire de travail.