Lesen/Schreiben
Für das Lesen und Schreiben werden zwei weitere Drähte benötigt, welche durch alle Kerne durchgeschlauft werden – den Abtast-Draht (sense-line) und den Blockier-Draht (inhibit-line).
Grundsätzlich wird immer ein Lese- und ein Schreibzyklus ausgeführt. Im Lesezyklus wird mit den X- und Y-Drähten der entsprechende Kern zur logischen "0" hin ummagnetisiert. Wenn der Kern schon vorher eine "0" gespeichert hat, passiert im Lesezyklus nichts – bei der "1" hingegen wird auf Grund der Ummagnetisierung ein Puls im Abtast-Draht induziert. Im Schreibzyklus wird der Kern wieder in die "1"-Richtung magnetisiert. Im Falle einer vorher gespeicherten "0" wird während des Schreibzyklus’ durch den Blockier-Draht ein Strom in gegensätzlicher Richtung geschickt. Dieser reicht aus, die Feldstärke der X- und Y-Drähte soweit abzuschwächen, dass der Kern nicht in die "1"-Richtung ummagnetisiert wird.

Physikalische Eigenschaften
Die Geschwindigkeit von Kernspeichern kann verglichen werden mit einer Taktrate von einem MHz, was in etwa der Taktrate der Heimcomputer der frühen 80er entspricht. Frühe Systeme hatten Zykluszeiten von ca. 20 µs. Diese sank Anfang der 60er Jahre auf 2 µs und erreichte Anfang der 70er Jahre 0,3 µs.
Datenworte mit 32 Datenbit wurden auf 32 Ebenen (je ein X-Y-Gitter) verteilt, somit kann auf ein ganzes Datenwort in einem Lese-Schreib-Zyklus zugegriffen werden.

Kernspeicher sind nichtflüchtige Speicher – sie erhalten die Information auf unbegrenzte Zeit ohne Strom. Auch sind Kernspeicher robust gegenüber elektromagnetischen Impulsen, hohen Temperaturen und Strahlung. Das sind wichtige Vorteile bei militärischen Anwendungen wie Kampfflugzeugen, aber auch bei Raumfahrzeugen. Mehrere Jahre über die Verfügbarkeit von Halbleiterspeichern hinaus wurden hierbei Kernspeicher verwendet.