Töömälu, mida mõnikord nimetatakse lühiajaliseks või hiljutiseks mäluks, koosneb aju protsessidest, mis hõlmavad teabe salvestamist ja haldamist, mis on vajalik selliste võtmeülesannete täitmiseks nagu arutluskäik, arusaamine ja üldine õppimine. Kuigi on erinevaid teooriaid selle kohta, kuidas töömälu on tegelikult seotud muu aju ja mälutegevusega, on enamik lähenemisviise nõus, et inimese mälu ulatus on hea töömälu mahu näitaja. Kuna juured ulatuvad 19. sajandisse, põhineb suur osa praegusest arusaamast seda tüüpi vaimsest toimimisest 1960. aastatel ja hiljem tehtud uuringutel.
Töömälu üks omadusi on võime andmeid mõne sekundi jooksul meelde tuletada. Mõned lähenemisviisid selle funktsiooni toimimise selgitamiseks võrdlevad aju võimet arvuti omaga. See tähendab, et käivitatakse käsk laos oleva teabe hankimiseks, selle teabe esiplaanile toomiseks, et seda saaks kasutada, ja seejärel asetatakse teave tagasi salvestusruumi, kuni seda uuesti vaja läheb. Kogu protsess toimub sekunditega ja sageli tundub, et see ei nõua inimeselt üldse pingutust.
Näide lühiajalisest mälust tööl on seotud võimega meelde jätta mitmeid numbreid, näiteks telefoninumbrit, pangakonto numbrit või krediitkaardi numbrit. Uuringud näitavad, et keskmise inimese töömälu võimaldab leida seitsmekohalise jada ilma tegeliku pingutuseta. Täiendavad uuringud on siiski näidanud, et seda seitsmekohalist mahtu saab ja sageli laiendatakse, võimaldades inimestel ilma pausi tegemata meelde tuletada kuni kuueteistkümnekohalisi numbrijadasid.
Töömälu tegeliku toimimise kohta on mitu erinevat ideed. Ühte nimetatakse mitmekomponendiliseks mudeliks. Selline lähenemine nõuab kesksüsteemi, mis omakorda koordineerib kahe teise süsteemi tegevust. Need kaks alamsüsteemi on salvestusruumina andmetele, mida kasutatakse korduvalt, näiteks meeles pidada, kuidas tööl rutiinseid ülesandeid teha või sõidukit juhtida. Kui see keskjuhtseade seda küsib, toovad kaks alamsüsteemi salvestatud andmed kasutamiseks ja esitavad need kasutamiseks. Kui ülesanne on lõpetatud, paigutatakse andmed tagasi salvestusruumi, tehes ruumi muudele andmetele, mida saab kasutada ja kasutada muude ülesannete jaoks.
Uuem lähenemisviis põhineb töömälu mitmekomponendilisel mudelil, lisades nn episoodilise puhvri. Puhver aitab andmeid kvalifitseerida ja aitab neid kasutamiseks korraldada. See võimaldab ajul hallata samaaegselt erinevat tüüpi andmeid ning täita ülesandeid oskuslikumalt ja kiiremini. Näiteks ei saa üksikisik meeles pidada mitte ainult tänast kuupäeva, vaid ka sellega seotud andmeid, nagu toimingud ja kuidas neid ülesandeid hallata.
Oluline on meeles pidada, et psühholoogia jätkab meie teadmiste laiendamist aju toimimise kohta, sealhulgas teabe salvestamise ja hankimise protsessi kohta. Töömälu uurimise jätkudes tekib kahtlemata uusi ideid, kuidas mälumahtu parandada ja võib-olla ka mäluprotsesside halvenemist hilisematel aastatel ära hoida. Kuna mälust üldiselt saadakse rohkem aru, siis praeguseid teooriaid tõenäoliselt täiustatakse ja võib-olla ühinevad nendega teised teooriad, mis viivad töömälu uurimise täiesti uutesse suundadesse.