Le calcul mental utilise :

• la mémoire à long terme, sollicitée pour fournir un répertoire de résultats de calcul connus, l'exemple le plus typique étant une table de multiplication. Plus ce répertoire est étendu et moins il y a de calcul à faire.
• la mémoire à court terme, pour stocker les nombres sur lesquels on opère et les résultats intermédiaires. Cette mémoire n’est pas très étendue, elle permet de stocker une courte phrase et quelques nombres seulement, aussi faut-il réduire au minimum les retenues et autres résultats intermédiaires à stocker. De plus, elle est très volatile, on oublie en quelques secondes ce qu'on était en train de calculer, dès qu'on cesse de le faire. Aussi ne faut-il jamais s'arrêter en cours de calcul.

Un entrainement régulier permet d'augmenter la quantité de résultats déjà connus, et de renforcer la mémoire à court terme.