L3 (level 3) cache kolmanda taseme vahemälu Emaplaadile monteeritud või protsessorisse sisse ehitatud 3. taseme mälumoodul. Kõige väiksem ja kiirem on protsessorile kõige lähemal asuv 1. taseme puhver, 2. taseme puhvermälu on suurem ja aeglasem, 3. taseme puhver on veel suurem ja aeglasem, kuid siiski kiirem kui põhimälu. 3. taseme vahemälude kasutuselevõtu tingis asjaolu, et kiiruste erinevus L1 puhvri ja põhimälu vahel muutus üha suuremaks ning kahetasemelisele puhvrile tuli lisada kolmas tase. Näiteks 2003.a. Itanium2 protsessor sisaldab 6 MiB 3. taseme puhvrit, IBM Power 4 sisaldab 256 MiB ja AMD Phenom 2-megabaidist 3. taseme puhvrit