把记忆区分为短时记忆（short-term memory）和长时记忆（long-term memory），最早由威廉·詹姆斯于1890年提出。詹姆斯认为记忆由两个要素组成。第一个要素是初级记忆（相当于短时记忆），它包含那些尚未从意识中消失的材料；第二个要素是二级记忆，它存储着当前虽然未被意识到的，但是存贮在大脑里的，随时可以提取出来加以处理的信息。这成为了双重记忆理论的基础，与此相对的是将记忆看成单一的现象的单一记忆说。
短时记忆和长时记忆的关系类似计算机中内存和硬盘的关系。前者是大脑处理信息、暂存信息的场所；而后者储存大量信息，但不能直接为大脑所处理，只有通过提取至短时记忆才能被意识到（即处理）。系列位置效应是指记忆材料在系列位置中所处的位置对记忆效果发生的影响，包括首因效应和近因效应。在系列学习（Serial Learning）中，在一系列处于不同位置的记忆材料回忆效果不同；系列位置效应就是这种接近开头和末尾的记忆材料的记忆效果好于中间部分的记忆效果的趋势。
其开头和结尾记忆效果较好，分别叫首位效应（primacy effect）和近因效应（recency effect），而其效果较差的中间部分称为渐近部分。系列位置效应一般在自由回忆中出现，是双重记忆理论的重要证据。系列位置效应的结果，以系列位置为x轴，回忆的百分率或绝对数量为y轴，则可形成一个U形的曲线，叫系列位置曲线（serial position curve）。
为证明双重记忆理论，最有力的证据是在自由回忆实验中获得的系列位置效应。因为自由回忆中出现了首位效应和近因效应，而改变实验，在呈现一系列信息后，在回忆前增加逆运算，结果近因效应消失了。因此，得出结论：首位效应之所以出现，是因为作为第一个出现的信息，其得到了足够的时间，使之进入长时记忆，因此回忆效果好；而近因效应之所以出现，是因为作为最后出现的信息，其尚停留在短时记忆中，因此效果好；
但加入逆运算后，短时记忆在记忆结束后处理数字运算，使先前自由回忆实验中尚停留其中的信息被抹去，因此回忆时末尾的信息效果不好。实验还表明，快速或慢速呈现单词、呈现使用频率低或高的单词以及呈现有关联或无关联的单词，这些虽然对系列位置曲线的首位效应产生影响，但却对近因效应毫无影响，这也是双重记忆理论的有力证据。
首位效应（primacy effect），在心理学和社会学里，是一种开头刺激或信息的记忆过于引人注目的认知偏差。举例来说，一个人如果读一份足够长的名单，他更可能只记得开头，而忘记中部的大部分。这种现象被认为是由于短期记忆在一个事件序列的开头时远没有在中段和末端时那么“繁忙”，与之相较，在开头就有更多的时间给短时记忆去处理信息，使其转换进入长时记忆，从而足以保存更长时间。
与之相较的是近因效应（recency effect），近因效应则是针对序列末端刺激或信息的。总而言之，两者共同说明一个问题：一系列的条目中，人们记忆效果最好的是位于开头的和位于末端的条目，即系列位置效应。近因效应（recency effect），在心理学中是指末端刺激或信息记忆过于引人注目的认知偏差。例如，一位司机在高速公路之旅上看到了同样多的红色汽车和蓝色汽车，但如果在下高速的时候他看到的是一辆红色的汽车，那么他会认为这趟旅行中他见到了大量的红色汽车。如果在自由回忆实验中，信息呈现完毕后，回忆开始之前增加一个逆运算，则近因效应消失。这成为双重记忆理论的铁证。
