Pamięć robocza (working memory) to system odpowiedzialny za tymczasowe przechowywanie i manipulowanie informacjami potrzebnymi do wykonywania złożonych zadań poznawczych takich jak uczenie się, rozumowanie czy zrozumienie mowy. Jest to aktywny system utrzymujący ograniczoną ilość informacji w stanie dostępnym dla procesów poznawczych. Składa się z kilku podsystemów odpowiedzialnych za przetwarzanie różnych rodzajów informacji, takich jak fonologiczna pętla artykulacyjna przechowująca informacje dźwiękowe, szkicownik przestrzenny dla informacji przestrzennych czy centralny wykonawca, w którym integrowane są informacje z różnych podsystemów.
Pamięć robocza charakteryzuje się ograniczoną pojemnością i czasem utrzymywania informacji – dane są w niej przechowywane przez krótki czas, zwykle kilka-kilkanaście sekund, po czym ulegają zatarciu, jeśli nie zostaną odświeżone przez procesy takie jak powtarzanie subwokalne lub skierowane do systemów długotrwałej pamięci. Odpowiednia sprawność pamięci roboczej jest kluczowa dla wielu funkcji poznawczych, takich jak wnioskowanie, rozumienie złożonych sytuacji czy też uczenie się nowych umiejętności. Zaburzenia pamięci roboczej obserwowane są w wielu chorobach i zaburzeniach neurologicznych, takich jak ADHD czy choroba Alzheimera, oraz w zaburzeniach psychicznych, na przykład w depresji.