内存管理将分成三个方面来讨论：
XV6 内存管理整体上说比较简单，因此顶层的内存管理代码很容易掌握。但是由于 X86 硬件的地址部件复杂性，使得底层与 CPU 地址部件交互的代码显得比较繁杂。
X86 启动时处于 16 位状态并且没有分页机制，寻址空间为 0~2^20-1（共 1 MB），然后启动扇区的代码将很快进入保护模式将寻址空间扩展到 0~2^32-1（共 4 GB）并开启分段地址模式，内核主体代码运行后则启动分页机制。因此整个启动过程经历了三种不同的地址模式。
需要特别提到的是，虽然 X86 处理器设计的很复杂，进入保护模式后既有分段又有分页机制，但是 XV6 仅利用 X86 的分段机制作为特权级控制，使用两个用户段（代码和数据各一个）和两个内核段（代码和数据各一个）。这四个段都设置为从 0 地址开始，因此 X86 下的逻辑地址和线性地址是一致的，相当于架空了分段机制的地址映射功能（保留了特权控制能力）。ARM 处理器和 MIPS 处理器只使用分页机制而没有分段机制，相对而言它们的内存管理代码比较简洁。
启动分页机制后，空闲的物理页帧是按照链表方式管理的。每个空闲物理页帧起始 4 个字节用作指针，链表头由 kmem.freelist 所管理。当需要分配物理页帧时，通过 kalloc() 从链表头部取下一个页帧，反之释放一个页帧后通过 kfree() 加入到该空闲列表中。
XV6 的进程在启动时的内存空间使用情况由可执行文件中的信息决定，运行后还可能申请新的空间或释放内存空间，呈现动态变化。XV6 进程空间的内存管理也比较简单，只是一个连续区间的伸缩变化，而不像 Linux 进程那样会出现多个离散的区间。