plc的存储器分为系统存储器、用户存储器和变量存储器。
系统存储器用来存放系统程序（控制器制造厂家研制系统时确定的程序，相当于个人计算机的操作系统），内容主要包括：系统管理程序——用于控制plc的运行，使整个plc按部就班地工作。用户指令解释程序——将用户程序变为机器语言指令，再由cpu执行这些指令。标准程序模块与系统调用——包括许多不同功能的子程序及调用管理程序，如完成输入、输出及特殊运算等的子程序。系统程序关系到plc的性能，出厂时—般都固化在rom或eprom片中，用户不能访问、修改其内容。
用户存储器包括用户程序存储器和功能存储器两部分。用户程序存储器用来存放用户程序（用户根据实际控制的需要，用plc的编程语言编制应用程序，通过编程器输入到plc的用户程序存储器）以用户系统配置。为便于程序的调试、修改、完善，用户存储器可使用ram（有掉电保护）、eprom或eeprom。用户功能存储器用来存放用户程序中使用器件的on/off状态、数值数据等。用户存储器容量的大小，关系到用户程序容量的大小，是反映plc性能的重要指标之一，plc产品说明书中所列存储器型式或容量就是对用户存储器而言。
变量存储器用来存放plc的内部运算变量，如内部继电器、i/o内存映像、定时器/计数器的现行值等。这些内容在cpu解算过程中需随时读写更新，所以变量存储器也采用随机存储器ram。