El controlador de memoria está conectado a la memoria del sistema informático (principalmente, RAM) a través de uno o más buses de memoria y se comunica con la unidad central de procesamiento (CPU) a través del bus del sistema. A menudo se considera que el controlador de memoria forma parte del puente norte. Recibe solicitudes de lectura/escritura de la CPU y las dirige a celdas específicas de la RAM decodificando su dirección.
Los primeros microprocesadores, como el Intel 8080 y el 8086, tenían lógica de gestión y decodificación de memoria (controlador de memoria) totalmente integrada en la CPU. Hoy en día, para lograr mayores velocidades, la decodificación y el control de la memoria se realizan en un componente de chipset concentrador de controlador de memoria separado o se integran completamente directamente en la CPU mediante un circuito integrado de controlador de memoria.