Jedno od prvih istaknutih istraživanja ljudskog pamćenja je 1890. godine proveo William James. Temeljem vlastitih istraživanja, James je pretpostavio da se pamćenje sastoji od dva sustava (dihotomno pamćenje)1):
Mjeru kapaciteta kratkoročnog (primarnog) pamćenja uveo je nešto ranije, 1887, Joseph Jacobs, koji je testirao raspon brojeva koje su njegovi studenti mogli zapamtiti.2) Vodeći se kriterijem da najmanje 50% znamenki mora biti točno zapamćeno, njegovi sudionici su uglavnom pamtili oko 7. Također je zamijetio da se dobiveni rezultati mogu poboljšati grupiranjem brojeva (npr. u grupe od tri) ili čitajući naglas.
Slične rezultate izvijestio je i George Miller 19563). Na osnovi vlastitih istraživanja, sugerirao je da je kratkoročno pamćenje kod ljudi određeno brojem chunkova ili kognitivnih cjelina koje pojedinac može zapamtiti, neovisno o tome radi li se o slovu, brojci ili riječi. Ovaj je broj u prosjeku jednak sedam i obično varira između pet i devet.
Ovo istraživanje je pojačalo zanimanje za istraživanje ljudskog pamćenja. Do tada, bilo je općeprihvaćeno da do zaboravljanja dolazi zbog interferencije ciljne informacije s novostečenom informacijom. Ovu ideju, poznatu pod nazivom retroaktivna interferencija uveli su 1900. godine Georg Elias Müller i Alfons Pilzecker4), koji su zaključili da učenje ne uzrokuje trenutno i dugotrajno pamćenje, već da pamćenju treba vremena za konsolidaciju (Konsolidierung). To znači da je u razdoblju konsolidacije pamćenje osjetljivo. Tijekom 1950-ih, John Brown5) i Lloyd i Margaret Peterson6) proveli su istraživanja o zaboravljanju informacija, nudeći druga objašnjenja zaboravljanja. Njihova hipoteza kaže da do zaboravljanja dolazi zbog brzog propadanja tragova pamćenja (the neural substrate of retention) u trenutku uspostave. Oba razloga će kasnije biti potvrđena kao točna.
Drugi problem o kojem se raspravljalo tijekom 1960-ih godina je da li se ljudsko pamćenje sastoji od jedne ili dvije komponente. Neki znanstvenici poput Arthura Meltona7) tvrdili su da su i kratkoročno pamćenje (STM) i dugoročno pamćenje (LTM) samo dvije podkomponente ovisne o istom sustavu. Svoja razmišljanja Melton je opravdao dokazima o aktivaciji dugoročnog pamćenja u eksperimentima kratkoročnog pamćenja. Iako su njegovi radovi bili jako utjecajni, tijekom godina se</font> nakupilo sve više dokaza koji su govorili u prilog postojanja barem dva odvojena sustava pamćenja.
Prvi utjecajniji dvokomponentni model pamćenja uveli su, 1968., Richard Atkinson i Richard Shiffrni8). Njihov se model sastojao od dugoročnog i radnog ili kratkoročnog pamćenja te je kasnije nadograđen dodatnom komponentom zvanom senzorno pamćenje. Senzorno pamćenje sadrži sve senzorne modalitete i služi kao kratkotrajna tampon zona prije no što informacija uđe u kratkoročno pamćenje. Kratkoročno pamćenje je privremeno skladište za nove informacije prije njihovog ulaska u dugoročno pamćenje, ali se također koristi i za kognitivne zadatke, razumijevanje i učenje.
Tvrdnja o dva odvojena sustava pamćenja (dugoročno i kratkoročno pamćenje) se danas smatra točnom. Ova tvrdnja je podržana razlikama u9) 10):
Napomena: radno pamćenje često se zamjenjuje za kratkoročno pamćenje. Glavna razlika između njih je da radno pamćenje obično uključuje strukturu i procese koje izvodi sustav koji upravlja kratkoročnim pamćenjem.