磁阻式隨機存取存儲器（MRAM）是一種非易失性隨機存取存儲器，它將數據存儲在磁域中。開發于20世紀80年代中期，支持者認為磁阻式RAM最終將超越競爭技術，成為一種主導的甚至是通用的存儲器。目前，正在使用的存儲器技術，如閃存RAM和DRAM，具有實際的優勢，到目前為止，MRAM在市場上一直處于利基角色。

與傳統的RAM芯片技術不同，MRAM中的數據不是以電荷或電流的形式存儲，而是通過磁性存儲元件存儲。這些元件由兩塊鐵磁板組成，每塊鐵磁板都能保持磁化，并由一個薄的絕緣層隔開。兩塊板中的一塊是設置為特定極性的xxx磁鐵；另一塊板的磁化可以被改變，以配合外部場的磁化，從而存儲記憶。這種配置被稱為磁隧道結，是MRAM位的最簡單結構。一個存儲設備是由這種單元的網格構成的。

最簡單的讀取方法是通過測量單元的電阻來完成的。一個特定的單元（通常）是通過給一個相關的晶體管供電來選擇的，該晶體管將電流從電源線通過該單元切換到地面。由于隧道磁阻的存在，電池的電阻隨兩塊板中磁化的相對方向而變化。通過測量產生的電流，可以確定任何特定電池內的電阻，并由此確定可寫板的磁化極性。通常情況下，如果兩塊板有相同的磁化排列（低電阻狀態），這被認為意味著1，而如果排列是反平行的，電阻將更高（高電阻狀態），這意味著0。

數據是通過各種方式寫入單元的。在最簡單的經典設計中，每個單元位于一對寫線之間，寫線相互成直角排列，與單元平行，一個在單元上方，一個在單元下方。當電流通過它們時，在交界處會產生一個感應磁場，可寫板會接收到這個磁場。這種操作模式類似于磁芯存儲器，這是一個在20世紀60年代常用的系統。

然而，由于工藝和材料的變化，一個存儲單元陣列的開關場分布有一個偏差σ。因此，為了用相同的電流對一個大陣列中的所有位進行編程，所施加的場需要比所選擇的平均開關場大6σ以上。此外，應用場必須保持在一個xxx值以下。因此，這種傳統的MRAM必須保持這兩種分布的良好分離。因此，編程場有一個狹窄的操作窗口；只有在這個窗口內，所有的比特才能在沒有錯誤或干擾的情況下被編程。2005年，依靠合成反鐵磁體（SAF）自由層的獨特行為的薩夫琴科開關被用于解決這個問題。SAF層是由兩個鐵磁層形成的，被一個非磁性的耦合間隔層隔開。對于每層有一些凈各向異性Hk的合成反鐵磁體來說，存在一個臨界自旋翻轉場Hsw，在這個臨界場上，兩個反平行的層磁化將旋轉（翻轉）到與施加的場H正交，每個層在H的方向上輕微剪刀。 因此，如果只施加一個單線電流（半選位），45°場角不能切換狀態。在切換過渡的下方，一直到最高場都沒有干擾。

然而，這種方法仍然需要相當大的電流來產生場，這使得它對低功耗用途不太感興趣，這是MRAM的主要缺點之一。此外，隨著設備尺寸的縮小，會出現誘導場在小范圍內與相鄰單元重疊的情況，導致潛在的錯誤寫入。這個問題，即半選（或寫干擾）問題，似乎為這種類型的單元設定了一個相當大的最小尺寸。對這個問題的一個實驗性解決方案是使用環形域，利用巨大的磁阻效應進行寫入和讀取，但這個研究方向似乎已不再活躍。

一種較新的技術，即自旋轉移轉矩（STT）或自旋轉移開關，使用自旋排列的（極化的）電子來直接轉矩域。具體來說，如果流入一個層的電子必須改變其自旋，這將形成一個扭矩，并將其轉移到附近的層。這降低了寫入電池所需的電流量，使其與讀取過程大致相同。有人擔心經典類型的MRAM單元在高密度下會有困難，因為在寫入過程中需要大量的電流，而STT則避免了這個問題。由于這個原因，STT的支持者們希望在高密度的情況下能有更多的機會。