중앙 처리 장치(CPU)에 내장된 캐시 기억 장치. 1차 캐시라고도 한다. 또한 컴퓨터 본체 기판에 탑재된 캐시 기억 장치는 보조 캐시 또는 2차 캐시라고 한다. 예를 들면 미국 인텔사의 i486에는 1개의 주 캐시가 내장되어 있으며, 펜티엄에는 명령어용과 데이터용으로 분리된 2개의 주 캐시가 내장되어 있다. 주 캐시의 기억 용량은 단일 클록 주기 내에 읽어 들일 수 있는 8kb 정도인 것이 많고, 보조 캐시의 기억 용량은 주 캐시보다 훨씬 큰 것이 보통이다.