Pamięć thumb|Diagram z patentu Konrada Zusego na pamięć wykorzystaną w Z1 Z1 posiadał pamięć, która mogła być zapisywana i odczytywana przez jednostkę sterującą. Pamięć mogła pomieścić w sumie 64 słowa (22-bitowe). Podzielona była na trzy bloki: pierwszy służył do przechowywania bitów znaku i wykładnika, natomiast pozostałe dwa przechowywały mantysy liczb. Pamięć była całkowicie mechaniczna, jednak w przeciwieństwie do większości dotychczasowych maszyn liczących zrealizowano ją nie w postaci obracających się kół zębatych, lecz niedużych przesuwających się blaszek. Projekt ten był na tyle nowatorski, że Konradowi Zusemu udało się opatentować go w 1936 roku.
Programowanie Z1 był programowalny za pomocą taśmy perforowanej zawierającej instrukcje zapisane w 8-bitowym kodzie. Lista rozkazów procesora zawierała 8 poniższych instrukcji:
typ instrukcja opis kod operacji wejście/wyjście Lu odczyt liczby z klawiatury 01 110000 Ld wyświetlenie liczby 01 111000 odczyt/zapis pamięci Pr z odczyt liczby spod adresu z 11 z6z5z4z3z2z1 Ps z zapis liczby pod adresem z 10 z6z5z4z3z2z1 arytmetyka Lm mnożenie 01 001000 Li dzielenie 01 010000 Ls1 dodawanie 01 100000 Ls2 odejmowanie 01 101000