所謂處理器緩存，通常指的是二級高速緩存，或外部高速緩存。即高速緩沖存儲器，是位于CPU和主存儲器DRAM(Dynamic RAM)之間的規模較小的但速度很高的存儲器，通常由SRAM(靜態隨機存儲器)組成。用來存放那些被CPU頻繁使用的數據，以便使CPU不必依賴于速度較慢的DRAM(動態隨機存儲器)。L2高速緩存一直都屬于速度極快而價格也相當昂貴的一類內存，稱為SRAM(靜態RAM)，SRAM(Static RAM)是靜態存儲器的英文縮寫。由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導體工藝，因此與動態存儲器DRAM比較，SRAM的存取速度快，但體積較大，價格很高。
處理器緩存的基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲系統之間的緩沖區，即Cache系統。80486以及更高檔微處理器的一個顯著特點是處理器芯片內集成了SRAM作為Cache，由于這些Cache裝在芯片內，因此稱為片內Cache。486芯片內Cache的容量通常為8K。高檔芯片如Pentium為16KB，Power PC可達32KB。Pentium微處理器進一步改進片內Cache，采用數據和雙通道Cache技術，相對而言，片內Cache的容量不大，但是非常靈活、方便，極大地提高了微處理器的性能。片內Cache也稱為一級Cache。由于486，586等高檔處理器的時鐘頻率很高，一旦出現一級Cache未命中的情況，性能將明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加Cache，稱為二級Cache。二級Cache實際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由于系統板上的響應時間遠低于CPU的速度，如果沒有二級Cache就不可能達到486，586等高檔處理器的理想速度。二級Cache的容量通常應比一級Cache大一個數量級以上。在系統設置中，常要求用戶確定二級Cache是否安裝及尺寸大小等。二級Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU采用了相同的時鐘周期，以相同的速度同步工作。相對于異步Cache，性能可提高30%以上。
