Proxy sunucusu önbelleği, bilgisayar ağlarındaki kullanıcıların Internet'teki içeriğe erişme sürelerini azaltmaya yardımcı olmak için kullanılır. Ağ yöneticileri önbelleğe almayı etkinleştirdiğinde, proxy sunucusu sık erişilen içeriği kaydeder, böylece kullanıcı istediği zaman içeriği İnternet'ten indirmesi gerekmez. Bir kullanıcı bir web tarayıcısına bir web adresi yazdığında, istek önbelleğinde belirtilen materyali arayan proxy sunucusuna gider. İstenilen bilgi bulunamazsa, İnternet'e bir istek gönderir. Bu, bant genişliğinden tasarruf sağlayabilir ve kullanıcının içerik beklemesi için gereken süreyi azaltabilir.
Proxy sunucuları, içeriği önbelleğe almak için hem pasif hem de aktif proxy sunucusu önbelleği kullanabilir. Bir proxy sunucusu önbelleğinde istenen bir web sitesini bulamadığında ve ardından bir web sunucusundan yeni bir kopyasını indirdiğinde, pasif önbelleğe alma işlemi gerçekleştirir. Etkin önbellekleme, proxy sunucusu boştayken oluşur ve ağdaki kullanıcıların sıklıkla erişebildiği web sitelerini önbelleğe alır. Etkin önbelleğe almayı etkinleştirerek ağ yöneticileri, proxy sunucusunun içeriğin yeni bir kopyasına sahip olmasını sağlayabilir. Etkin önbelleğe almanın bir dezavantajı, daha fazla bant genişliği gerektirebilmesi ve bant genişliği sınırlamaları veya gereken kesinti süreleri olan sunucular için uygun olmayabilir.
Proxy sunucu önbelleğinden depolanan veriler kalıcı değildir ve kullanıcıların içeriğin en son sürümünü almalarını sağlamak için düzenli olarak güncellenmelidir. Web sitesi içeriği değiştiğinde önbelleğe alınmış nesnelerin güncellenmesi gerekse de, son kullanma zamanları da vardır. Bir öğenin süresi dolduğunda, proxy sunucusu içeriğin en son sürümüyle ilgili bilgi almak için web sunucusuyla kontrol eder. Bir değişiklik olursa, yeni bir kopyasını indirir; Aksi halde, içeriği tekrar indirmek zorunda kalmaz ve sadece son kullanma süresini günceller. Proxy sunucuları bu eylemlerin bir günlüğünü tutar, böylece yöneticiler sunucunun ne sıklıkta yeni içerik kaptığını ve kullanıcıların içeriğe doğrudan önbellekten ne sıklıkta eriştiğini görebilir.
Proxy sunucusu önbelleğe almanın, bazen ağ performansına zarar verebileceği bir dezavantajı vardır. Ağ yöneticisi sunucuda önbelleğe almak için çok az yer ayırırsa, sunucunun önbellekten öğeleri kaldırmaya devam etmesi gerekir. En az kullanılan veya en geç kullanım süresi dolmuş kalemler genellikle ihtiyaç duyulduğunda daha fazla eşyaya yer açmak için önce kaldırılır.
