Paměti můžeme rozdělit podle několika různých hledisek:
Prvním je energetická závislost, podle níž máme paměti energeticky závislé a nezávislé. Energeticky (napěťově) závislé paměti (volatilní) vyžadují pro uchování a přístup k informacím neustálé napětí a po jeho odpojení se informace ztrácí. Takovouto pamětí je např. RAM. Paměti nevolatilní také vyžadují pro zápis a čtení dat napětí, avšak po jeho odpojení se informace zachovává. Tyto paměti jsou tedy používány pro trvalé uložení dat. Do tohoto typu se řadí např. pevný disk, flash paměť (SSD, SD) nebo optické disky (CD, DVD).
Dalším hlediskem je také rozdělení podle určení, u kterého rozdělujeme paměti na ty, které jsou připojeny na základní desce (vnitřní), a další připojené kabelem (vnější). Vnitřní (operační, primární) paměti jsou tedy takové, k nimž má procesor přímý přístup. Jsou zde tedy často ukládána data běžících procesů a strojový kód. Tyto paměti fungují na značně vyšších rychlostech než paměti vnější, ale jsou často volatilní. Patří k nim např. RAM, paměť cache nebo také registry procesoru. Paměti vnější (sekundární, terciární – externí) mají pomalejší přístupovou dobu, ale zase vyšší paměťovou kapacitu a nebývají volatilní. Je to např. pevný disk, optické disky nebo flash paměť.
Dále můžeme paměti rozdělit dle fyzikálního principu, na kterém fungují. Nejběžněji používaná je paměť magnetická, která je založena na magnetických vlastnostech materiálu a informace je v ní uchovávána směrem magnetizace. Je to např. pevný disk, disketa nebo magnetická páska. Častá je také polovodičová paměť, která k ukládání dat využívá polovodičových tranzistorů a zastupuje jí např. RAM nebo flash paměť. Poslední pamětí z často používaných je optická paměť, která využívá optických vlastností materiálu (jako odraz světla) a je použita u optických disků. Existují i další principy, které jsou zastaralé nebo méně běžněji používané jako např. magnetooptická paměť nebo feritová paměť. Do principu také patří rozdělení dle přítomnosti pohyblivých částí na statická (SSD, RAM) a pohyblivá média (HDD).
Přístup a přepisovatelnost (schopnost zápisu) jsou dalšími hledisky rozdělení. Dle přístupu rozlišujeme paměti s přímým přístupem, u kterých doba přístupu k datům nezáleží na jejich fyzickém umístění (např. RAM), a paměti sekvenční, kde se paměťové médium musí fyzicky k datům dostat (např. mechanické disky, magnetické pásky, optické disky). U pamětí také záleží na schopnosti zápisu a rozlišují se tak paměti, na které lze neomezeně zapisovat (RWM = read write memory; např. HDD, FDD), které jsou pouze pro čtení (ROM = read only memory; např. CD, DVD) nebo na které lze zapsat pouze jednou (PROM – programmable read only memory; např. CD-R).
Možné je také rozdělení dle praktických parametrů, jako jsou rychlost, kapacita, cena za bit nebo spolehlivost.