Predmemoriranje proxy poslužitelja koristi se za smanjenje vremena potrebnog korisnicima u računalnim mrežama da pristupe sadržaju na Internetu. Kada mrežni administratori omoguće predmemoriranje, proxy poslužitelj će spremati sadržaj kojem se često pristupa tako da ne mora preuzimati sadržaj s interneta svaki put kada ga korisnik zatraži. Kada korisnik upiše web-adresu u web-preglednik, zahtjev ide na proxy poslužitelj, koji traži navedeni materijal u svojoj predmemoriji. Ako se tražene informacije ne mogu pronaći, šalje se zahtjev na Internet. To može uštedjeti propusnost i smanjiti vrijeme koje korisnik mora čekati na sadržaj.
Proxy poslužitelji mogu koristiti i pasivno i aktivno predmemoriranje proxy poslužitelja za predmemoriju sadržaja. Kada proxy poslužitelj ne može pronaći traženo web-mjesto u svojoj predmemoriji, a zatim preuzima novu kopiju s web-poslužitelja, izvodi pasivno predmemoriranje. Aktivno predmemoriranje događa se kada je proxy poslužitelj neaktivan i sprema web stranice kojima korisnici na mreži često pristupaju. Omogućavanjem aktivnog predmemoriranja, mrežni administratori mogu osigurati da proxy poslužitelj ima svježu kopiju sadržaja. Nedostatak aktivnog predmemoriranja je taj što može zahtijevati veću propusnost i možda neće biti prikladan za poslužitelje koji imaju ograničenja propusnosti ili potrebno vrijeme zastoja.
Podaci pohranjeni iz predmemorije proxy poslužitelja nisu trajni i moraju se redovito ažurirati kako bi se osiguralo da korisnici dobiju najnoviju verziju sadržaja. Iako se objekti u predmemoriji moraju ažurirati kada se sadržaj web stranice promijeni, oni također imaju vrijeme isteka. Kada stavka istekne, proxy poslužitelj provjerava kod web poslužitelja informacije o najnovijoj verziji sadržaja. Ako dođe do promjene, preuzet će se svježa kopija; inače, ne treba ponovno preuzimati sadržaj i samo ažurira vrijeme isteka. Proxy poslužitelji održavaju zapisnik ovih radnji tako da administratori mogu vidjeti koliko često poslužitelj hvata novi sadržaj i koliko često korisnici pristupaju sadržaju izravno iz predmemorije.
Predmemoriranje proxy poslužitelja ima nedostatak u tome što ponekad može štetiti performansama mreže. Ako mrežni administrator dodijeli premalo prostora na poslužitelju za predmemoriju, poslužitelj će morati nastaviti uklanjati stavke iz predmemorije. Stavke koje su najmanje korištene ili koje će prije isteći obično će se prvo ukloniti kako bi se napravilo mjesta za više stavki kada se ukaže potreba.