Hay un poco de mezcla en este post... Existe la memoria de programa (flash), la sram y la eeprom. Para un atmega328 son 32 Kb, 2Kb y 1Kb respectivamente.
Una posibilidad es guardar las tablas en la memoria de programa (como bien han dicho con progmem). Que es la mayor de todas, a no ser que tengas un programa muy extenso.
Si quieres un ejemplo de como guardar un vector y leerlo, en este link tienes una tabla de linealización de un sensor NTC guardada en flash y que se hacen los cálculos para convertir la entrada analógica a variable física:
EEPROM => http://www.arduino.cc/en/Reference/EEPROM
FLASH => Arduino Playground - PROGMEM
Tipos de memoria => Arduino Playground - Memory
Saludos,
Igor R.