Hệ thống các máy chủ tên miền đệm (DNS Cache) có nhiệm vụ nhận yêu cầu, tìm kiếm và trả lời các truy vấn tên miền từ các máy chủ đệ quy (recursive DNS) của các ISP. Đối với các tên miền .VN, máy chủ tên miền đệm (DNS Cache) thực hiện truy vấn tên miền theo chuẩn caching forwarder. Ngoài ra hệ thống này còn thực hiện tìm kiếm và trả lời đối với tất cả các tên miền quốc tế khác được chuyển tiếp từ các máy chủ DNS củs các ISP.
Máy chủ tên miền khi xử lý các yêu cầu tìm kiếm tên miền dưới hình thức đệ quy (recursive) thường phải chuyển yêu cầu tới một vài máy tính rồi mới nhận được dữ liệu trả lời. Tuy nhiên khi tìm kiếm thông tin về tên miền theo hình thức đệ quy, máy chủ tên miền sẽ thu thập được một lượng thông tin về các bản ghi tên miền từ các máy chủ tên miền khác và lưu trữ trong bộ nhớ để phục vụ trả lời cho các lần truy vấn sau. Việc xử lý và lưu giữ thông tin như vậy gọi là đệm dữ liệu bản ghi tên miền (Recursive Caching), các máy chủ thực hiện theo nguyên tắc này được gọi là máy chủ tên miền đệm (DNS Cache).
Quá trình Recursive Caching dữ liệu như vậy làm tăng tốc độ tìm kiếm tên miền của máy chủ tên miền khi nhận được các yêu cầu tìm kiếm tên miền tiếp theo. Vào lần tìm kiếm tiếp theo, do máy chủ đã có dữ liệu của lần tìm kiếm trước nên nó biết được một phần thông tin trên hệ thống tên miền do đó quá trình tìm kiếm được thực hiện nhanh chóng hơn. Trong trường hợp tên miền muốn tìm thông tin ở lần truy vấn sau trùng với tên miền ở lần truy vấn trước đó, máy chủ tên miền sẽ lấy dữ liệu đã được lưu trong bộ nhớ để trả lời.
Ví dụ: máy chủ tên miền thực hiện tìm kiếm tên miền www.hut.edu.vn trong quá trình tìm kiếm thông tin về tên miền này, máy chủ tên miền đã có được địa chỉ IP tương ứng với tên miền và máy chủ quản lý tên miền này. Nếu có một yêu cầu tìm kiếm thông tin về tên miền www.hut.edu.vn, máy chủ tên miền này sẽ không phải đi tìm máy chủ quản lý tên miền www.hut.edu.vn vì nó đã được địa chỉ IP của tên miền này trong bộ nhớ và trả về địa chỉ IP của tên miền www.hut.edu.vn ngay lập tức mà không cần truy vấn thông tin từ máy chủ quản lý tên miền hut.edu.vn.