ความจำเชิงกระบวนวิธี[1] (อังกฤษ: procedural memory) เป็นความจำเพื่อการปฏิการงานประเภทใดประเภทหนึ่งเป็นความจำที่นำไปสู่พฤติกรรมเชิงกระบวนวิธีต่าง ๆ เป็นระบบที่อยู่ใต้สำนึกคือเมื่อเกิดกิจที่ต้องกระทำ จะมีการค้นคืนความจำนี้โดยอัตโนมัติเพื่อใช้ในการปฏิบัติตามกระบวนวิธีต่าง ๆ ที่มีการประสานกันจากทั้งทักษะทางประชาน (cognitive) และทักษะการเคลื่อนไหว (motor) มีตัวอย่างต่าง ๆ ตั้งแต่การผูกเชือกรองเท้าไปจนถึงการขับเครื่องบินหรือการอ่านหนังสือความจำนี้เข้าถึงและใช้ได้โดยไม่ต้องมีการควบคุมหรือความใส่ใจเหนือสำนึก (ที่เป็นไปใต้อำนาจจิตใจ)เป็นประเภทหนึ่งของความจำระยะยาว (long-term memory) และโดยเฉพาะแล้ว เป็นประเภทหนึ่งของความจำโดยปริยาย (implicit memory)ความจำเชิงกระบวนวิธีสร้างขึ้นผ่าน "การเรียนรู้เชิงกระบวนวิธี" (procedural learning)คือการทำกิจที่มีความซับซ้อนนั้นซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกระทั่งระบบประสาทที่เกี่ยวข้องจะสามารถทำงานร่วมกันโดยอัตโนมัติเพื่อให้เกิดการกระทำนั้น ๆ การเรียนรู้เชิงกระบวนวิธีที่เป็นไปโดยปริยาย (คือไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ) เป็นสิ่งที่สำคัญในกระบวนการพัฒนาทักษะทางการเคลื่อนไหวหรือแม้แต่ทักษะทางประชาน