Yleisin tapa hahmottaa muistin rakennetta ja ymmärtää sen toimintaa on erottaa toisistaan hetkellinen aistimuisti, lyhytkestoinen työmuisti ja pitkäkestoinen säilömuisti. Aistimuisti tuo aivoihimme tietoutta aistien kautta, ja se auttaa selviytymään mm. pimeässä rappusissa valon sammuttua. Aistimuistikin voidaan edelleen jakaa ikoni-, kaiku- ja kosketusmuistiin sen mukaan, mitä aistimuksia minnekin aivoalueelle tallennetaan. Aistimuisti on osa tajuntaamme, vaikkemme sitä useinkaan tiedosta. Vasta kun tieto kulkeutuu työstettäväksi työmuistiin, ajattelemme aktiivisesti aistiemme vastaanottamaa tietoa. Työmuisti pitää asioita päässä vain muutamia sekunteja kun esimerkiksi tarkistamme puhelinnumeron luettelosta ja pidämme sen mielessä numeron näppäilyyn saakka. Säilömuisti jakaantuu tosiasioita sisällään pitävään semanttiseen muistiin ja tarinoita ja elämyksiä sisältävään tapahtuma- eli episodiseen muistiin. Säilömuistissa on myös taitomuisti, johon säilötään joku opittu taito, kuten pyörällä ajaminen.
Säilömuisti on nykytietämyksen mukaan rajaton varasto, jonka kapasiteetti ei lopu kesken. Periaatteessa voimme siis tallentaa sinne loputtomasti tavaraa, jonka voimme muistaa vaikka koko elinikämme. Säilömuistin toimintaa voidaan selittää mieleen painamisen, mielessä säilyttämisen ja mieleen palauttamisen kolmijaolla. Jotta voisimme ylipäätään muistaa mitään, on meidän painettava työmuistissa käsitelty tieto säilömuistiin, jossa se säilyy, kunnes se palautetaan mieleen eli takaisin työmuistin työstettäväksi. Säilömuisti toimii parhaiten, kun sinne tallennetut tiedot on lokeroitu mahdollisimman hyvin. Suuret kokonaisuudet muistuvat mieleen todennäköisesti paremmin kuin yksittäiset tiedonjyväset.
Muisti tarvitsee toimiakseen useita eri aivoalueita. Yksittäinen aivosolu ei muista mitään, vaan muisti tarvitsee toimiakseen laajoja, monimutkaisia hermoverkkoja.
