Muistin ja oppimisvaikeuden välinen yhteys on siinä, että muistilla on keskeinen rooli yksilön kyvyssä tallentaa ja noutaa tietoa. Tämä pätee lyhytaikaiseen muistiin, pitkäaikaiseen muistiin ja rote-muistiin. Lyhytaikainen muisti, joka kestää yleensä muutamasta sekunnista muutamaan minuuttiin, auttaa ihmistä muistamaan jotain, jonka hän on juuri oppinut. Pitkäaikainen muisti auttaa henkilöä muistamaan jotain, jonka hän on oppinut aiemmin, ja rottimuisti sallii ihmisen muistaa yksinkertaisia, toistuvia tosiasioita tai taitoja tottumuksesta. Jos jokin näistä muistityypeistä ei toimi kunnolla, se voi johtaa oppimisvaikeuteen.
Lyhytaikainen muisti ja oppimisvaikeudet liittyvät toisiinsa lähinnä siksi, että lyhytaikainen muisti sallii ihmisen muistaa juuri kuullut tiedot, mikä mahdollistaa sen, että henkilö voi soveltaa lyhytaikaisen muistin tietoja ongelman ratkaisemiseen käsillä. Jos henkilö esimerkiksi oppii jakamaan numeroita, hän tarvitsee lyhytaikaista muistia säilyttääkseen tietoja eri vaiheista, jotka ovat tarpeen vastauksen saamiseksi. Kun lyhytaikainen muisti ei toimi niin kuin pitäisi, tämän henkilön on vaikea muistaa tietoja seuraavista vaiheista.
Pitkäaikainen muisti ja oppimisvaikeus liittyvät toisiinsa siinä mielessä, että pitkäaikaiseen muistiin tallennettuja tietoja voidaan hakea tulevaisuudessa. Tämäntyyppinen muisti on välttämätön, jotta henkilö muistaa menneisyydessä opitut asiat, jotta niitä voitaisiin soveltaa nykyiseen tilanteeseen. Esimerkiksi luokkahuoneessa olevalle henkilölle saatetaan esittää kysymys, joka liittyy johonkin, mitä on aiemmin opetettu toistuvasti. Jos henkilön pitkäaikainen muisti on viallinen, hänen on vaikea muistaa tietoja. Tämä riittämättömyys vaikuttaa tällaisen henkilön kykyyn oppia.
Rote muisti on siihen liittyvä muistityyppi, joka liittyy henkilön kykyyn oppia ja muistaa tietoja tavanomaisella tavalla. Tämän tyyppistä muistia tarvitaan muistamaan asioita, joiden pitäisi tulla ajattelematta liikaa niitä. Tapauksia, joissa tällainen muisti liittyy oppimiseen, ovat esimerkiksi numeroiden ja aakkosten kirjainten lausuminen. Tämäntyyppinen muisti on myös hyödyllinen muistettaessa esimerkiksi oikeinkirjoitusta ja välimerkkejä kirjoitettaessa tai kertotaulukoita muistettaessa. Rottimuisti ja oppimisvaikeudet liittyvät toisiinsa, koska henkilö, jonka muistimuisti ei toimi, ei muista helposti asioita, joiden ei pitäisi vaatia liikaa ajattelua.