Однократно программируемая память (OTPROM - One Time Programmable ROM) no принципу построения и функционирования аналогична масочной, но она поставляется изготовителем микроконтроллера незапрограммированной, а контроллер имеет режим программирования. Каждая ячейка памяти в исходном состоянии, как правило, содержит код $FF. Операция программирования заключается в избирательном разрушении (пережигании) части плавких перемычек, включенных в элементы памяти. В этом случае отдельные биты в ячейках памяти принимают нулевые значения. Восстановить исходное значение ячейки после программирования невозможно. Программирование OTPROM осуществляется в специальных приборах - программаторах, обеспечивающих заданные изготовителем технические условия программирования.
Контроллеры с OTPROM относительно дешевы. Их применение целесообразно при серийном изготовлении изделий даже сравнительно небольшими партиями.