最基本的可变电阻式记忆体是由上下两层金属电极以及中间一层过渡金属氧化物(Transition metal oxide, TMO)所组成,主要的操作原理是利用过渡金属氧化物的阻值,会随著所加偏压改变而产生不同的阻值,而如何办别内部储存的值,则由内部的阻值高低来做分别。通常会先对刚生产好的可变电阻式记忆体进行初始化,此过程被称为Forming,必须对元件施加偏压,当电场超过临界值时介电层会发生崩溃现象,使介电层从高阻值转为低阻值。而从Forming之后发生改变阻值的现象,若是从高阻态到低阻态的过程称之为SET,相反地,从低阻态到高阻态的过程称之为RESET。