Plik IOS ma rozmiar kilkunastu megabajtów i jest przechowywany w nieulotnej pamięci Flash. Rysunek pokazuje kartę typu compact flash. Pamięć Flash zapewnia nieulotne przechowywanie danych. Oznacza to, że zawartość tej pamięci nie jest tracona po wyłączeniu zasilania. Pomimo, iż dane na karcie flash nie są tracone podczas utraty mocy, mogą być zmieniane lub nadpisywane, jeśli zachodzi taka konieczność. Pozwala to na uaktualnienia systemu IOS do nowszej wersji lub uruchomienie nowych funkcji, których dodanie nie wymaga wymiany sprzętu. Dodatkowo, pamięć flash może być użyta do przechowywania wielu wersji oprogramowania IOS w tym samym czasie.
W wielu urządzeniach Cisco, IOS jest kopiowany z pamięci flash do pamięci o dostępie swobodnym (RAM) podczas uruchamiania urządzenia. Następnie IOS uruchamiany jest z pamięci RAM. Pamięć RAM pełni wiele funkcji, w tym przechowuje również dane, które są wykorzystywane przez urządzenie do obsługi operacji sieciowych. Uruchomienie systemu IOS z pamięci RAM zwiększa wydajność urządzenia. Należy pamiętać, że pamięć RAM jest ulotna, co oznacza, że przechowywane w niej dane są tracone po przerwaniu zasilania. Przywrócenie zasilania nie spowoduje odzyskania danych. Przerwanie zasilania następuje gdy urządzenie zostaje celowo lub przypadkowo wyłączone z prądu, a następnie zasilone z powrotem.
Ilość pamięci flash i pamięci RAM zależy dramatycznie od wersji systemu IOS. Do celów utrzymania i planowania sieci, ważne jest, aby określić wymagania pamięci flash i RAM dla każdego urządzenia, w tym maksymalnych konfiguracji pamięci flash i RAM. Możliwym jest, że najnowsze wersje IOS mogą wymagać więcej pamięci RAM i flash niż może być zainstalowane na niektórych urządzeniach.