Muistitietokanta (engl. in-memory database, IMDB) on ei-relaationaalinen (ei relaatiomalliin perustuva) tietokanta, joka käyttää pääasiassa tietokoneen muistia tallennukseen massamuistin kuten kiintolevyn tai SSD-muistin sijaan. Tietokantatyyppiä käytetään minimaalisen vasteajan saamiseksi eliminoimalla levyhaut. Koska tietokanta sijaitsee haihtuvassa muistissa se on alttiina katoamiselle vikatilanteessa.
Tietokantatyyppiin viitataan myös termeillä keskusmuistitietokanta (main memory database, MMDB), reaaliaikainen tietokanta (real-time database, RTDB) tai muistitietokantajärjestelmä (in-memory database system, IMDS).
Lähes kaikki perinteiset tietokantajärjestelmät sisältävät välimuistin tapaisen ratkaisun hitaan massamuistin johdosta, jotka ovat aina mukana myös kun tallennus tehdään RAM-levylle. Muistitietokannat eliminoivat nämä ja karsivat monimutkaisuutta sekä suorituskykyä haittaavaa kuormaa.
Esimerkkejä muistitietokannoista ovat Memcached ja Redis, jotka ovat nk. NoSQL-tietokantoja.
Yhdistelmätietokannoiksi (hybriditietokanta) kutsutut käyttävät muistitietokannan ja levytietokannan ominaisuuksia.