Память играет не меньшую роль в процессе избирательного внимания. Мозг обрабатывает воспоминания двумя различными способами. Оперативная, или кратковременная, память – это важнейший механизм для сохранения информации, которую мы используем прямо сейчас, или для опыта, пережитого только что. Оперативная память хранит информацию спустя много времени после того, как изначальные сенсорные стимулы, связанные с переживанием, исчезнут: не существует видимого (осязаемого, слышимого и т. д.) объекта, но мы все еще можем вызвать из памяти воспоминания о нем. Одна часть оперативной памяти, расположенная в подкорковых отделах мозга, удерживает информацию, а высшие отделы мозга манипулируют ею и обновляют сохраненные данные. Информация, которая в настоящий момент находится в оперативной памяти, определяет, на чем прямо сейчас будет сфокусировано наше внимание.