Aus dem Ultrakurzzeitgedächtnis gelangen die eingehenden Informationen ins Kurzzeitgedächtnis. Dieses hat eine beschränkte Speicherkapazität von rund sieben Einheiten (± 2). Das bedeutet, dass wir uns ohne gezieltes Gedächtnistraining etwa sieben, allerhöchstens neun Zahlen, gesehene Gegenstände, Tonfolgen, Geschmacksnuancen etc. auf einmal merken können.
Das Kurzzeitgedächtnis hat zwei Funktionen. Die eine ist das Verarbeiten. Eingehende Inhalte werden wiederholt, zu Einheiten verkettet und sortiert. Es werden also neue Inhalte gebildet, die sich von den wahrgenommenen Umgebungsreizen unterscheiden. Die Inhalte werden in sogenannten Chunks (engl. Brocken, auch Superzeichen genannt) gruppiert. Die Verarbeitung erfordert Aufmerksamkeit. Das Kurzzeitgedächtnis wird wegen seiner verarbeitenden Funktion auch Arbeitsgedächtnis genannt.
Die zweite Funktion des Kurzzeitgedächtnisses ist die Speicherung großer Informationsmengen bestehend aus maximal sieben Chunks. Durch Wiederholung werden die Inhalte ins Langzeitgedächtnis übertragen.