磁移位寄存器利用包含薄的磁材料线的数据列。写单元选择性地改变磁畴中的磁矩方向，以将数据写至数据列。与每个畴壁相关联的是在很小空间中聚集的大磁弥散场。这些磁弥散场对磁移位寄存器进行读写。当畴壁被移动到靠近另一磁材料时，弥散场改变磁材料中的磁矩方向，有效地“写”至磁材料。与隧道结相似的读单元包括磁材料的自由层和钉扎层。弥散场相对于钉扎层改变自由层中的磁矩方向，从而改变读单元的电阻以及“读取”存储于磁移位寄存器中的数据。