El archivo IOS en sí tiene un tamaño de varios megabytes y se encuentra almacenado en un área de memoria semipermanente llamada flash. En la ilustración, se muestra una tarjeta Compact Flash. La memoria flash provee almacenamiento no volátil. Esto significa que los contenidos de la memoria no se pierden cuando el dispositivo se apaga. Si bien el contenido de la memoria flash no se pierde durante un corte de la alimentación, puede modificarse o sobrescribirse si es necesario. Esto permite actualizar el IOS a una versión más reciente o agregarle nuevas características sin reemplazar el hardware. Además, se puede utilizar la memoria flash para almacenar varias versiones del software IOS al mismo tiempo.
En muchos dispositivos Cisco, el IOS de la memoria flash se copia a la memoria de acceso aleatorio (RAM, random access memory) cuando se enciende el dispositivo. Luego, cuando el dispositivo está en funcionamiento, el IOS se ejecuta desde la RAM. La RAM tiene muchas funciones, incluido el almacenamiento de los datos que utiliza el dispositivo para admitir las operaciones de la red. La ejecución del IOS en la RAM aumenta el rendimiento del dispositivo. Sin embargo, la RAM se considera memoria volátil dado que los datos se pierden durante un reinicio. Un reinicio consiste en apagar y volver a encender un dispositivo, ya sea a propósito o por accidente.
La cantidad de memoria flash y RAM requerida para un IOS determinado varía notablemente. A los efectos del mantenimiento y la planificación de redes, es importante determinar los requisitos de memoria flash y RAM para cada dispositivo, incluidas las configuraciones máximas de estos tipos de memoria. Es posible que los requisitos de las versiones más recientes de IOS exijan más memoria RAM y flash de la que puede instalarse en algunos dispositivos.