Osjetilno pamćenje je sposobnost prisjećanja na točan osjećaj nekog iskustva nakon što je iskustvo završeno. Podražaji koji stvaraju iskustvo mogu potaknuti bilo koje od ljudskih osjetila. Osoba svjesno ili podsvjesno odlučuje želi li zanemariti podražaje ili ga želi percipirati. Čulno sjećanje na zanemareni stimulans gotovo da ne postoji, dok je osjetilno sjećanje na nešto što se percipira još uvijek prolazno, do nekoliko sekundi, ali postoji.
Vrste osjetilnog pamćenja dijele se na prvo osjetila, a zatim na tipove pamćenja. Pet osnovnih osjetila su vid, zvuk, miris, okus i dodir. Postoje i druga osjetila kao što su vestibularni osjet, termocepcija, nocicepcija i propriocepcija. Osjetna memorija se često raščlanjuje na tri glavne vrste: ikoničko, ehoičko i haptičko.
Ikonično pamćenje je sposobnost održavanja slike nečega u umu nakon što slika koja ga je potaknula nestane iz vida. To je osnovna osjetilna memorija vida. Ikoničko pamćenje dijeli se na vidljivu postojanost i informacijsku postojanost. Vidljiva postojanost je poput kratke fotografije nečega, dok je informacijska postojanost vizualno pamćenje koje postaje dugotrajno.
Ehoička memorija priziva zvukove nakon što zvuk prestane dopirati do ušiju. Takve slušne informacije traju u memoriji otprilike tri do četiri sekunde. Neuroznanost je testirala ehoičnu memoriju kako bi dokazala ne samo njezino postojanje, već i koliko dugo traje. Osjetno je kraće od ikone memorije.
Haptičko pamćenje odnosi se na pamćenje dodira. Prvobitno sjećanje na to kako se nešto osjeća na dodir je prolazno, ali dugotrajnije pamćenje može se stvoriti s obzirom na to je li nešto bilo lijepo ili ne, ili koliki je pritisak na predmet. Haptičko pamćenje može se odnositi na memoriju teksture tijekom jela i na termocepciju, pamćenje topline. Nocicepcija, osjećaj pritiska, boli i svrbeža stimulirani živčanim završecima, također spada u haptičko pamćenje.
Tri glavne vrste osjetilnog pamćenja izostavljaju mnoga ljudska osjetila. Prisjećanje mirisa i okusa dva su najočitija koja zanemaruje osjetilno pamćenje. Mirisi i okusi jasno ostaju nakon završetka stimulacije, ali nije jasno je li to sjećanje ili dugotrajna stimulacija.
Osjetna memorija povezana je s dugotrajnim i kratkoročnim pamćenjem sposobnošću prepoznavanja nečega kada se podražaj ponovno pokrene. Na primjer, ispitanik se možda neće moći prisjetiti ili opisati nasušno miris kruha, ali čim osjeti miris kruha, on ili ona ga može prepoznati kao kruh. Razlika između njih je aktivno prisjećanje informacija i prepoznavanje informacija. Kombinacija to dvoje omogućuje mozgu da percipira svijet i da izgradi biblioteku prepoznavanja na koju se može oslanjati kada je to potrebno.