存储系统根据工作原理不同、性能差异很大的存储介质来区分，分为高速缓冲存储器、主存储器和虚拟存储器。
1、高速缓存（Cache）
Cache用来存放当前最活跃的程序和数据。作为主存局部区域的副本，其容量一般在几KB到几MB之间，速度一般比主存快5~10倍。Cache由快速半导体存储器构成，其内容是主存局部区域的拷贝，对程序员来说是透明的。
2、相联存储器。
相联存储器是一种按内容访问的存储器。其工作原理是把数据和数据的某一部分作为关键字，将该关键字与存储器中的每一单元进行比较，找出存储器中所有与关键字相同的数据字。
3、虚拟存储器
虚拟存储器是一个容量非常大的存储器的逻辑模型，不是任何实际的物理存储器。它借助于磁盘等辅助存储器来扩大主存容量，使之为更大或更多的程序所使用。
4、外存储器
外存储器以文件的形式存储暂时不用的程序和数据。CPU不能直接访问外存储器中的程序和数据，只有将其以文件为单位调入主存方可访问。外存储器由磁表面存储器（如磁盘、磁带）和光盘存储器构成。
5、磁盘阵列
磁盘阵列是由多个磁盘组成的、快速、大容量和高可靠的外存子系统。现在常见的称为廉价磁盘冗余阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID）
6、存储区域网络
在大型服务器系统的后面都有存储区域网络（Storage Area Network，SAN），它把一个多多个服务器与多个存储设备连接起来，每个存储设备可以是RAID、磁带备份系统、磁带库、CD-ROM库等。这样的网络不仅解决了服务器对存储容量的要求，提高辅助存储器的利用率。此外，SAN还实现了分布式存储系统的集中管理，降低了大容量存储系统的管理成本，提高率管理效率。