SoC有基于应用程序的内存。这些存储器是用于计算的半导体存储器块。半导体存储器通常是指在单个硅片上制造的金属氧化物半导体存储器单元。内存类型包括:
 
易失性存储器:断电后会丢失数据的存储器。它们需要恒定的电源来保存信息。易失性存储器更快、更便宜，这也是被大众所接受的原因。
 
RAM是一种易失性存储器。最常用的RAM是SRAM和DRAM。SRAM由1、3或6个晶体管组成的存储单元组成。相反DRAM只有一个MOSFET和一个根据FET状态进行充放电的电容。然而DRAM容易受到电容泄漏电流的影响。DRAM的一个显著优点是它比SRAM便宜。如果一个SoC有一个缓存层次结构，SRAM被用于缓存，DRAM被用于主存储器。这是因为与主存相比，高速缓存需要更快的内存类型。
 
也有专为非易失性函数设计的RAM类型。例如FRAM和MRAM，它以磁性状态存储数据，PRAM(参数随机存取存储器)，它在Macintosh计算机中用于存储系统设置，包括显示和时区设置。还有RRAM(电阻随机存取存储器)，它有一个叫做记忆电阻的组件。记忆电阻是一种电阻，其电压随所施加的电压而变化。
 
非易失性记忆:即使在没有电源的情况下也能保留信息的记忆。ROM(只读存储器)是一种非易失性存储器。ROM的类型包括EPROM(可擦可编程只读存储器)，它是一组浮动栅晶体管。紫外线可擦可编程只读存储器(紫外线可擦可编程只读存储器)，用紫外光擦除并重新编程数据，EEPROM(电可擦可编程只读存储器)和闪存。
 
选择的内存类型取决于设计规范和应用程序。