1.内部数据存储器（片内RAM） 
共128字节，字节地址范围为00H~7FH。 
前32个字节00H~1FH为寄存器区，每8个寄存器形成一个寄存器组，共4个寄存器组。 
之后的16个字节20H~2FH，共128位，为位地址区，位地址范围为00H~7FH。 
最后的80个字节30H~7FH，为通用RAM区。

具体分布如下图所示： 
寄存器0组 00H~07H 
寄存器1组 08H~0FH 
寄存器2组 10H~17H 
寄存器3组 18H~1FH 
位地址区     20H~2FH 
通用RAM区 30H~7FH

2.特殊功能寄存器（片内RAM） 
共21字节，分布于80H~FFH中，仅有21个有效的字节地址。 
有11个特殊功能寄存器可以进行位寻址，位地址范围也为80H~FFH，但只有83个有效的位地址。 
其他无效地址单元是不能被访问的。

3.程序存储器（片内ROM，可外扩） 
64KB，字节地址范围0000H~FFFFH，其中片内只有4KB的程序存储器（0000H~0FFFH），如果不能满足要求，可以扩展60KB的片外程序存储器。 
程序存储器中的某些地址被固定地用于特定程序的入口地址： 
0000H    复位操作后的程序入口 
0003H    外部中断0（INT0）服务程序入口 
000BH    定时器0中断（T0）服务程序入口 
0013H    外部中断1（INT1）服务程序入口 
001BH    定时器1中断（T1）服务程序入口 
0023H    串行I/O中断(RI/TI)服务程序入口 
通常在这些入口地址开始的二、三个字节的地址单元中存放一条转移指令，用于跳转到中断服务程序，如果中断服务程序足够短，或者不会占用到下一个特定程序的入口（比如从001BH开始连续存放，不会占用到0023H地址单元），则不需要用转移指令，直接在入口地址处写中断服务程序。

4.外部数据存储器（片外，通过接口电路与单片机相连） 
最大容量可达64KB。 
片外RAM与片内RAM的区别：片外RAM不能进行堆栈操作；片内RAM操作时无读写信号产生，片外RAM读写操作时有读写信号（RD*，WR*）产生。

内部数据存储器和特殊功能寄存器统一编址，程序存储器和外部数据存储器均单独编址，因此89C51存储器具有三套独立编址的存储空间。

89C51的堆栈位于片内RAM中，最大空间为128B，向地址增大的方向增长，操作步骤为先加后压、先弹后减。