En dehors des types mémoire définis par la nature de celle-ci et dont nous venons de parler, on peut également classer les différentes formes de mémoire d'après la durée durant laquelle elles sont opérationnelles. Grosso modo on distingue trois catégories temporelles de mémoire : la mémoire immédiate, la mémoire de travail et la mémoire à long terme.

La mémoire immédiate est tout simplement l'aptitude, la capacité, la possibilité de garder un événement en mémoire durant quelques dixièmes de seconde. La capacité de la mémoire immédiate est particulièrement étendue. Il est ainsi possible de se souvenir de ce qu'on a vu, toucher, dit etc..
La mémoire de travail, quant à elle, est la seconde catégorie qui va permettre à l'esprit de retenir, quelques secondes à quelques minutes, les événements dès l'instant qu'ils sont connus du cerveau. L'exemple le plus classique de mémoire travail est celui de la recherche d'un objet que l'on n'a égaré tout en évitant les endroits où l'on sait pertinemment qu'il ne sera pas.
La mémoire à long terme est la troisième catégorie de mémoire temporelle. Il s'agit de la mémoire que tout le monde connaît et qui résulte d'un stockage durable à l'intérieur de certaines zones du cerveau que nous verrons par la suite.
Le terme d'engramme désigne les phénomènes physiques de la mémoire à l'intérieur des circuits nerveux. Nous verrons que l'engramme est directement dépendant de l'efficacité, du réarrangement des synapses ainsi que de leur nombre.
Les chercheurs en neuropsychologie possèdent la preuve du transfert de manière continue des informations entre la mémoire de travail et la mémoire à long terme. Ce processus porte le nom de consolidation.