Le découpage en segments consiste à organiser des informations individuelles en unités plus grandes et significatives. C'est l'un des moyens les plus efficaces d'accroître la capacité limitée de la mémoire de travail.

Une démonstration classique utilise des suites de chiffres. La plupart des gens peuvent retenir environ sept chiffres sans lien entre eux. Regroupez ces mêmes chiffres en dates ou en suites numériques familières, et la même personne peut en mémoriser bien plus. Les maîtres d'échecs se souviennent de la position des pièces sur un échiquier non pas comme des éléments isolés, mais comme des configurations significatives ; les novices, faute de ces regroupements, en retiennent beaucoup moins. Le langage lui-même est un système de regroupement : les lettres forment des mots, les mots forment des groupes de mots, les groupes de mots forment des phrases.

Le découpage en segments dépend des connaissances préalables. Ce qui constitue un seul segment pour un expert peut représenter plusieurs éléments distincts pour un débutant. La pratique améliore donc la mémoire non pas en augmentant sa capacité brute, mais en enrichissant les segments. Cette technique est utilisée délibérément dans les systèmes mnémotechniques et apparaît spontanément dès lors qu'on maîtrise un nouveau domaine.

En regroupant les éléments, le découpage en segments transforme un filet d'informations en un flux gérable.