MCS-51的存儲器可分為四類：

　　程序存儲器

　　一個微處理器能夠聰明地執行某種任務，除了它們強大的硬件外，還需要它們運行的軟件，其實微處理器并不聰明，它們只是完全按照人們預先編寫的程序而執行之。那么設計人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲器中，俗稱只讀程序存儲器（ROM）。程序相當于給微處理器處理問題的一系列命令。其實程序和數據一樣，都是由機器碼組成的代碼串。只是程序代碼則存放于程序存儲器中。

　　MCS-51具有64kB程序存儲器尋址空間，它是用于存放用戶程序、數據和表格等信息。對于內部無ROM的8031單片機，它的程序存儲器必須外接，空間地址為64kB，此時單片機的端必須接地。強制CPU從外部程序存儲器讀取程序。對于內部有ROM的8051等單片機，正常運行時，則需接高電平，使CPU先從內部的程序存儲中讀取程序，當PC值超過內部ROM的容量時，才會轉向外部的程序存儲器讀取程序。

　　8051片內有4kB的程序存儲單元，其地址為0000H—0FFFH，單片機啟動復位后，程序計數器的內容為0000H，所以系統將從0000H單元開始執行程序。但在程序存儲中有些特殊的單元，這在使用中應加以注意：

　　其中一組特殊是0000H—0002H單元，系統復位后，PC為0000H，單片機從0000H單元開始執行程序，如果程序不是從0000H單元開始，則應在這三個單元中存放一條無條件轉移指令，讓CPU直接去執行用戶指定的程序。另一組特殊單元是0003H—002AH，這40個單元各有用途，它們被均勻地分為五段，它們的定義如下： 0003H—000AH 外部中斷0中斷地址區。 000BH—0012H 定時/計數器0中斷地址區。 0013H—001AH 外部中斷1中斷地址區。 001BH—0022H 定時/計數器1中斷地址區。 0023H—002AH 串行中斷地址區。可見以上的40個單元是專門用于存放中斷處理程序的地址單元，中斷響應后，按中斷的類型，自動轉到各自的中斷區去執行程序。因此以上地址單元不能用于存放程序的其他內容，只能存放中斷服務程序。但是通常情況下，每段只有8個地址單元是不能存下完整的中斷服務程序的，因而一般也在中斷響應的地址區安放一條無條件轉移指令，指向程序存儲器的其它真正存放中斷服務程序的空間去執行，這樣中斷響應后，CPU讀到這條轉移指令，便轉向其他地方去繼續執行中斷服務程序。