Vahemälu (hääldatakse sularaha) on ülikiire mälu, mis on sisse ehitatud arvuti keskseadmesse (CPU) või asub selle kõrval eraldi kiibil. Protsessor kasutab vahemälu, et salvestada programmide käitamiseks korduvalt vajalikke juhiseid, mis parandab süsteemi üldist kiirust. Vahemälu eeliseks on see, et CPU ei pea andmeedastuseks kasutama emaplaadi süsteemisiini. Kui andmeid tuleb läbi süsteemisiini edastada, aeglustub andmeedastuskiirus emaplaadi võimekuseni. CPU suudab andmeid töödelda palju kiiremini, vältides süsteemisiini tekitatud kitsaskohti.
Kui enamik programme on avatud ja käivitatud, kasutavad nad väga vähe ressursse. Kui neid ressursse hoitakse vahemälus, saavad programmid töötada kiiremini ja tõhusamalt. Kui kõik muu on võrdne, on vahemälu süsteemi jõudluses nii tõhus, et väikese vahemäluga kiire protsessoriga arvutil võivad olla madalamad võrdlusnäitajad kui süsteemil, mis töötab mõnevõrra aeglasemal ja suurema vahemäluga protsessoril. Protsessori enda sisse ehitatud vahemälu nimetatakse 1. taseme (L1) vahemälluks. Vahemälu, mis asub protsessori kõrval eraldi kiibil, nimetatakse 2. taseme (L2) vahemälluks. Mõnel CPU-l on sisseehitatud nii L1 kui ka L2 vahemälu ja need määravad eraldi vahemälukiibi 3. taseme (L3) vahemäluks.
CPU-sse sisseehitatud vahemälu on kiirem kui eraldi vahemälu, töötades mikroprotsessori enda kiirusel. Eraldi vahemälu on siiski ligikaudu kaks korda kiirem kui muutmälu (RAM). Vahemälu on kallim kui RAM, kuid süsteemi jõudluse maksimeerimiseks tasub hankida sisseehitatud vahemäluga CPU ja emaplaat.
Ketta vahemällu salvestamine rakendab kõvakettale sama põhimõtet, mida mälu vahemälu rakendab protsessori puhul. Sageli kasutatavad kõvaketta andmed salvestatakse RAM-i eraldi segmenti, et vältida nende pidevat hankimist kõvakettalt. Sel juhul on RAM kiirem kui tavalistes kõvaketastes kasutatav taldrikutehnoloogia. See olukord aga muutub, kuna hübriidkõvakettad muutuvad üldlevinud. Nendel ketastel on sisseehitatud välkmälu vahemälud. Lõpuks on kõvakettad 100% mälupulgad, mis välistab vajaduse RAM-i ketta vahemällu salvestamiseks, kuna välkmälu on kiirem kui RAM.